[发明专利]低噪声多轴加速度计及相关方法

说明书

本公开涉及低噪声多轴加速度计及相关方法。本公开描述微机电系统(MEMS)加速度计。MEMS加速度计可以包括共同形成一个检验质量块的多个检验质量块部分。整个检验质量块可有助于检测平面内加速度和平面外加速度。MEMS加速度计可以以差分方式检测平面内和平面外加速度。响应于平面外加速度，一些MEMS加速度计可以经历蝴蝶模式，其中一个检验质量块部分相对于轴逆时针旋转，而同时另一个检验质量块部分相对于同一轴顺时针旋转。响应于平面内加速度，检验质量块部分可以经历共同的移动模式，其中检验质量块部分沿着相同方向在平面中移动。

技术领域

本申请中描述的技术涉及微机电系统(MEMS)加速度计。

背景技术

MEMS加速度计包括用于检测加速度的一个或多个检验质量块。例如，一些MEMS加速度计包括检验质量块，被配置为在平面内移动以检测检验质量块的平面中的加速度，并且所述检验质量块被配置为移出平面以检测垂直于检验质量块平面的加速度。可以使用耦合到检验质量块的电容传感器来检测加速度。

发明内容

一些实施方案涉及微机电系统(MEMS)加速度计。MEMS加速度计可以包括共同形成一个检验质量块的多个检验质量块部分。整个检验质量块可有助于检测平面内加速度(沿一个或两个方向)和平面外加速度。MEMS加速度计可以以差分方式检测平面内和平面外加速度。响应于平面外加速度，一些MEMS加速度计可以经历蝴蝶模式，其中一个检验质量块部分相对于轴逆时针旋转，而同时另一个检验质量块部分相对于同一轴顺时针旋转。响应于平面内加速度，检验质量块部分可以经历共同的移动模式，其中检验质量块部分沿着相同方向在平面中移动。

一些实施方案涉及微机电系统(MEMS)加速度计，包括检验质量块，包括限定平面并通过耦合器彼此连接的第一和第二部分。响应于平面外加速度，所述检验质量块的第一部分被配置为相对于轴顺时针旋转并且所述检验质量块的的第二部分被配置为相对于所述轴逆时针旋转。MEMS加速度计还包括：第一传感器，被配置为沿第一方向感测所述检验质量块的平面内运动；和第二传感器，被配置为沿不同于所述第一方向的第二方向感测所述检验质量块的平面内运动。

在一些实施方案中，所述检验质量块的第一部分通过第一锚连接到基板，并且所述检验质量块的第二部分通过第二锚连接到所述基板。

在一些实施方案中，所述检验质量块的第一部分通过以下方式的系链连接到所述第一锚：相对于所述检验质量块的第一部分沿所述第一方向的移动是一致的，相对于所述检验质量块的第一部分沿所述第二方向的移动是一致的，相对于所述检验质量块的第一部分的面外旋转是一致的，和相对于所述检验质量块的第一部分的面外移动是刚性的。

在一些实施方案中，所述检验质量块的第一部分通过包括第一转回部分和第二转回部分的系链连接到所述第一锚，所述第一和第二转回部分相对于彼此基本垂直地取向。

在一些实施方案中，响应于平面外加速度，检验质量块的第一部分被配置为围绕旋转轴旋转，该旋转轴在相对于所述第一锚的平面中偏移。

在一些实施方案中，所述耦合器是L形的并且包括多个转回部分。

在一些实施方案中，所述耦合器被配置为防止所述检验质量块的第一和第二部分同时顺时针旋转运动。

在一些实施方案中，耦合器包括：转回部分；固定到所述检验质量块的第一部分的第一端；和固定到所述检验质量块的第二部分的第二端。

在一些实施方案中，MEMS加速度计还包括第三传感器，被配置为感测所述检验质量块的平面外运动。

在一些实施方案中，第一传感器包括第一指状物，被配置为与所述检验质量块的第一部分形成第一感测电容器，以及所述第二传感器包括第二指状物，被配置为与所述检验质量块的第二部分形成第二感测电容器。