[发明专利]一种MEMS加速度计及其形成方法

说明书

本发明涉及一种MEMS加速度计及其形成方法，其MEMS加速度计包括：衬底；第一检验质量块以及第二检验质量块，分别弹性悬设于衬底上，第一检验质量块包括主部以及次部；感测梳，设有四组，每组感测梳包括移动梳和固定梳，固定梳与移动梳相互交叉形成叉指结构，且沿着平行于其所在侧对应的第二检验质量块边长的方向延伸，固定梳固定设置于衬底上，各移动梳与第二检验质量块的对应各侧面弹性连接，移动梳弹性连接于衬底上；第一固定平面电极和第二固定平面电极，分别固定设置于衬底上，第一固定平面电极位于主部下方，第二固定平面电极位于次部下方。本发明技术方案仅需一个衬底即可实现使用差分电容测量三轴加速度，从而降低了制造成本和难度。

技术领域

本发明涉及微机电系统技术领域，特别是涉及一种MEMS加速度计及其形成方法。

背景技术

惯性传感器是一种能够感测和/或产生运动的器件。 惯性传感器是一种包含微机电系统的器件。这种MEMS器件的示例包括能够感测加速度的加速度计。加速度计是惯性导航和制导系统的主要设备之一。与传统的机械和光学传感器相比，MEMS传感器具有成本低、体积小、功耗低、可与集成电路集成并使用与集成电路相同的制造工艺等优点。

MEMS传感器广泛应用于消费电子、工业制造、医疗电子、汽车电子、航空航天和军事等领域。 MEMS传感器具有巨大的发展潜力和商业价值。MEMS加速度计的工作原理是惯性效应。移动物体时，悬浮的微结构会受到惯性力的影响，加速度计信号的变化与线性加速度成正比。MEMS加速度计按检测方式主要分为电容式、压阻式、压电式和光学式等。 同时，电容式MEMS加速度计的使用在工业上得到广泛的应用，主要是因为其结构简单，工作方式与半导体技术兼容。MEMS芯片可以通过半导体制造方法制造，并且可以包含上述单个或多个器件。使用电容法测量加速度可以有多种方法。一种方法是使用由两个电容组成的差分电容，并以这样的方式排列，即当受到加速度时，其中一个电容值增加而另一个电容值减小，这允许增加电容变化的值并提高测量精度。

然而，在相关技术中，制造用于测量沿三轴加速度的差分电容的MEMS加速度计存在一些技术难题。为了产生用于检测沿Z轴的加速度的差分电容，需要使用附加的衬底并在其上施加电极，以及后续执行连接衬底的操作。这导致制造这种结构的成本和难度增加了。

发明内容

本发明的目的在于提供一种MEMS加速度计，该MEMS加速度计的结构简单，仅需一个衬底即可实现使用差分电容测量三轴加速度，从而降低了制造成本和难度，具有较好的适用性。

为实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种MEMS加速度计，包括：

衬底；

第一检验质量块以及第二检验质量块，分别弹性悬设于所述衬底上，所述第二检验质量块呈周向连接设置于所述第一检验质量块外，所述第一检验质量块包括主部以及次部，所述主部的水平截面积大于所述次部的水平截面积；

感测梳，设有四组，分别设置于所述第二检验质量块的四侧，每组所述感测梳包括移动梳和固定梳，所述固定梳与所述移动梳相互交叉形成叉指结构，且沿着平行于其所在侧对应的所述第二检验质量块边长的方向延伸，所述固定梳固定设置于所述衬底上，各所述移动梳与所述第二检验质量块的对应各侧面弹性连接，所述移动梳弹性连接于所述衬底上；

第一固定平面电极和第二固定平面电极，分别固定设置于所述衬底上，所述第一固定平面电极位于所述主部下方，所述第二固定平面电极位于所述次部下方。

优选地，所述MEMS加速度计还包括两个扭力杆，各所述扭力杆均设置于所述主部和所述次部之间，所述第一检验质量块通过两个所述扭力杆悬挂于所述衬底上，各所述扭力杆远离所述第一检验质量块的一端与所述第二检验质量块连接。