[发明专利]单质量块三轴MEMS惯性加速度计及其制备方法

权利要求书

1.一种单质量块三轴MEMS惯性加速度计，其特征在于，包括自下而上依次键合的底板（1）、空腔结构层（2）、质量块与悬臂梁结构层（3）、顶板（4）；

所述底板（1）包括底板基板（11）、底板基板底面四边相对于其中心对称分布的4组侧电容输出电极（12）、底板基板顶面相对于其中心对称分布的4组侧电容外电极下引出电极（13）、底板基板顶面四边环绕各个侧电容外电极下引出电极（13）的底板键合环（14）和贯穿底板基板的8个底板金属通孔（15）；

所述空腔结构层（2）包括空腔基板（21）、贯穿空腔基板中部的正四棱柱形空腔（22）、对称分布于空腔4个内侧面的4组侧电容外电极（23）、对称分布于空腔基板底面的4组侧电容外电极上引出电极（24）、空腔基板底面四边环绕各个侧电容外电极上引出电极（24）的空腔基板底面键合环（25）和环绕于空腔基板顶面四边的空腔基板顶面键合环（26）；

所述质量块与悬臂梁结构层（3）包括正四棱柱形质量块（31）、覆盖质量块侧面的侧电容内电极（32）、覆盖质量块底面的侧电容内电极引出电极（33）、贯穿质量块中央的质量块金属通孔（34）、8个S形悬臂梁（35）、4个径向悬臂梁（36）、8个横向悬臂梁（37）、悬臂梁固支边框（38）、覆盖质量块顶面、各个悬臂梁顶面和悬臂梁固支边框顶面的接地电极（39）；

所述顶板（4）包括顶板基板（41）、顶板基板底面中部的顶板空腔（42）、覆盖顶板基板底面四边的接地引出电极（43）、顶板基板顶面相对于其中心对称分布的4个接地输出电极（44）和贯穿顶板基板的4个顶板金属通孔（45）；

所述空腔结构层（2）底面四边的空腔基板底面键合环（25）与底板（1）顶面四边的底板键合环（14）金金键合，所述悬臂梁固支边框（38）的底面四边与空腔结构层（2）顶面四边的空腔基板顶面键合环（26）金硅键合，各个悬臂梁悬置于空腔（22）之上并使质量块（31）悬置于空腔（22）之中，所述顶板（4）底面四边的接地引出电极（43）与悬臂梁固支边框（38）顶面的接地电极（39）金金键合，最终形成一个气密封闭结构。

2.根据权利要求1所述的单质量块三轴MEMS惯性加速度计，其特征在于，所述底板基板（11）为正方形截面的基板，相应地，底板键合环（14）为内方外方截面的矩形环；

每组侧电容输出电极包含2个并列的侧电容输出电极（12），各个侧电容输出电极（12）为同形的矩形电极；

每组侧电容外电极下引出电极包含2个并列的侧电容外电极下引出电极（13），各个侧电容外电极下引出电极（13）为同形的矩形电极；每个侧电容输出电极（12）正对1个侧电容外电极下引出电极（13）并由1个底板金属通孔（15）相连接。

3.根据权利要求1所述的单质量块三轴MEMS惯性加速度计，其特征在于，所述空腔基板（21）为正方形外缘的厚基板，相应地，所述空腔基板底面键合环（25）和空腔基板顶面键合环（26）均为内方外方截面的矩形环；

每组侧电容外电极（23）包含2个并列的侧电容外电极（23），各个侧电容外电极（23）为同形的矩形电极，各个侧电容外电极（23）的高度与空腔基板的高度相同，各组侧电容外电极中的2个侧电容外电极（23）及其间隙的总宽度与质量块与悬臂梁结构层（3）中的正四棱柱形质量块（31）的宽度相同；

每组侧电容外电极上引出电极包含2个并列的侧电容外电极上引出电极（24），各个侧电容外电极上引出电极（24）为同形的矩形电极，所述各个侧电容外电极上引出电极（24）的内端与对应的侧电容外电极（23）的下端相连接。