申请/专利权人：安徽芯动联科微系统股份有限公司;北京芯动致远微电子技术有限公司

申请日：2024-03-08

公开（公告）日：2024-06-25

公开（公告）号：CN118243962A

主分类号：G01P15/125

分类号：G01P15/125;B81B7/02;B81C1/00;G01P15/18

优先权：

专利状态码：在审-公开

法律状态：2024.06.25#公开

摘要：本发明公开一种三轴MEMS加速度传感器，由X、Y、Z三个独立的感测单元构成，X、Y轴感测单元均由外延多晶硅单独制作；Z轴感测单元由外延多晶硅和下层多晶硅共同制作，下层多晶硅通过Z轴电极锚点固定在衬底上，作为Z轴固定电极，外延多晶硅作为Z轴可动电极，由于MEMS结构只通过支撑锚点与衬底连接，衬底应力对器件的影响较小。其Z轴感测单元的制造方法是先在第一氧化层上形成下层多晶硅图形，再淀积第二氧化层并形成通孔图形，接着通过外延工艺形成外延多晶硅层，再刻蚀外延多晶硅层并加长时间刻蚀通孔多晶硅和下层多晶硅，最后HF腐蚀除去部分第二氧化层和第一氧化层，释放MEMS结构，由于不需要昂贵的SOI圆片，制造成本低。

主权项：1.一种三轴MEMS加速度传感器，包括X轴感测单元、Y轴感测单元和Z轴感测单元，由二层多晶硅材料构成，分别测量X、Y、Z三个轴向的加速度；X轴感测单元由X轴质量块、X轴固定电极、X轴可动电极、X轴弹簧和X轴质量块锚点、X轴电极锚点构成，X轴质量块通过X轴弹簧和X轴质量块锚点固定在衬底上，X轴固定电极通过X轴电极锚点固定在衬底上，X轴可动电极连接在X轴质量块上，随X轴质量块一起移动，X轴固定电极与X轴可动电极构成X轴测量电容，X轴测量电容的X轴电极间距的大小随X轴质量块的移动而改变；Y轴感测单元与X轴感测单元相互成90度布局，Y轴感测单元由Y轴质量块，Y轴固定电极，Y轴可动电极，Y轴弹簧和Y轴质量块锚点、Y轴电极锚点构成，Y轴质量块通过Y轴弹簧和Y轴质量块锚点固定在衬底上，Y轴固定电极通过Y轴电极锚点固定在衬底上，Y轴可动电极连接在Y轴质量块上，随Y轴质量块一起移动，Y轴固定电极与Y轴可动电极构成Y轴测量电容，Y轴测量电容的Y轴电极间距的大小随Y轴质量块的移动而改变；其特征在于：Z轴感测单元采用跷板结构，包括外延多晶硅和下层多晶硅，所述的外延多晶硅包括Z轴框架、Z轴质量块、Z轴可动电极、Z轴扭转弹簧和Z轴质量块锚点，Z轴质量块与Z轴可动电极的正电极连接，两者间有应力隔离沟，Z轴可动电极通过Z轴框架连接Z轴扭转弹簧，Z轴扭转弹簧通过Z轴质量块锚点固定在衬底上，Z轴质量块、Z轴可动电极和框架构成Z轴可动结构；所述的下层多晶硅包括Z轴固定电极和Z轴电极锚点，Z轴固定电极通过Z轴电极锚点固定在衬底上，Z轴固定电极悬空于衬底上，，Z轴质量块绕Z轴扭转弹簧在Z方向作跷跷板运动，Z轴可动电极与Z轴固定电极构成Z轴测量电容，Z轴固定电极与Z轴可动电极之间垂直间距构成Z轴测量电容的Z轴电极间距。

全文数据：

权利要求：

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