[发明专利]一种压电式MEMS加速度传感器及其制备方法

摘要

本发明提供一种压电式MEMS加速度传感器及其制备方法，包括依次连接的盖板、检测结构层和底衬；检测结构层中部设有敏感质量块和L形固支梁，在检测结构层的上、下两面中心位置分别设有上限位柱、下限位柱，并分别与盖板、底衬相适配，并采用2次的硅‑硅键合方法，形成内部封闭的压电式MEMS加速度传感器。整个装置当受到非过载加速度时，压电陶瓷薄膜受力形变，在表面产生电压信号；当受到过载加速度时，受限于外框的限位结构，敏感质量块仅位移传感器阻尼系统间隙距离，从而起到全方位过载保护的作用。

主权项

1.一种压电式MEMS加速度传感器，其特征在于：包括依次连接的盖板（1）、检测结构层（2）和底衬（3）；所述盖板（1）以<100>晶向N型单抛硅片为基础制成，所述盖板（1）的底面中心设有上限位槽（11），并在所述盖板（1）顶面的4个边角处均开设2个接线引出孔（12），所述接线引出孔（12）贯穿盖板（1）设置；所述检测结构层（2）以方形双抛SOI硅片为基础制成，所述检测结构层（2）包括方形外框（24）以及设置在外框（24）内的敏感质量块（21）和4根L形固支梁（22），所述敏感质量块（21）外周通过4根L形固支梁（22）固定在外框（24）的中央，所述敏感质量块（21）的顶面和底面中心分别设有上限位柱（231）和下限位柱（232）；所述外框（24）的顶面四个边角各设有一个第一压焊块（25）和一个第二压焊块（26），并与所述盖板（1）上各个边角的2个接线引出孔（12）一一对应，所述L形固支梁（22）根部的顶面设有与所述第一压焊块（25）连接的硅导电层（251），所述硅导电层（251）一端部的顶面设有压电陶瓷薄膜（27），所述压电陶瓷薄膜（27）的顶面通过铝导电层（271）与第二压焊块（26）连接，所述硅导电层（251）与铝导电层（271）均呈平行状，所述压电陶瓷薄膜（27）的底面设有一层氧化铝膜（272），使铝导电层（271）的底面与压电陶瓷薄膜（27）的顶面之间隔离；所述底衬（3）以<100>晶向N型单抛硅片为基础制成，所述底衬（3）顶面的抛光面开设活动腔凹槽（32），并在活动腔凹槽（32）的底面中心设有下限位槽（31），所述上限位槽（11）与上限位柱（231）相适配，所述下限位槽（31）与下限位柱（232）相适配；所述盖板（1）、检测结构层（2）和底衬（3）通过键合形成内部封闭的压电式MEMS加速度传感器。