多量程的叉指電容加速度計(jì)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種多量程的叉指電容加速度計(jì)，其特征是：包括六個(gè)量程不同的加速度計(jì)結(jié)構(gòu)，每個(gè)單元結(jié)構(gòu)包括基底及結(jié)構(gòu)層，結(jié)構(gòu)層包括上下錨點(diǎn)、左右彈性梁、質(zhì)量塊、左右錨點(diǎn)；所述上下錨點(diǎn)和質(zhì)量塊上分別設(shè)有極板組；每個(gè)傳感器單元的大小不同。工作時(shí)，不同量程的六個(gè)單元加速度計(jì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行分段加速度測(cè)量的方式，從而通過(guò)一個(gè)傳感器陣列來(lái)提高測(cè)量范圍，彌補(bǔ)了單個(gè)傳感器測(cè)量范圍的不足，傳感器可以在測(cè)量范圍和靈敏度之間選擇，實(shí)現(xiàn)了傳感器的智能化。提高了電容式壓力傳感器的靈敏度和測(cè)量范圍，并與CMOS工藝兼容。本發(fā)明所述電容加速度計(jì)的靈敏度高，提高了可制造性，制造成本低。
【專利說(shuō)明】多量程的叉指電容加速度計(jì)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種多量程的叉指電容加速度計(jì)，尤其是一種基于CMOS DPTM(DoublePoly Triple Metal)混合信號(hào)工藝的多量程單彈性梁MEMS CMOS加速度計(jì)，屬于MEMS器件設(shè)計(jì)制造【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]慣性測(cè)量是MEMS技術(shù)的一個(gè)主要應(yīng)用方面，集成慣性傳感器有著廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域，包括汽車工程，航空導(dǎo)航，消費(fèi)電子和軍事運(yùn)用等方面。如今主流的加速度檢測(cè)技術(shù)有:電容檢測(cè)技術(shù)、壓阻檢測(cè)技術(shù)以及隧道效應(yīng)電流檢測(cè)技術(shù)。相比于其它技術(shù)，電容檢測(cè)在以下幾點(diǎn)有突出的優(yōu)勢(shì):低的溫度系數(shù)、低功耗、良好的噪聲性能，低的制造成本以及可以和現(xiàn)有的VLSI技術(shù)兼容性。這一系列的優(yōu)勢(shì)使基于叉指電容加速度計(jì)有著巨大的市場(chǎng)潛力，也使這方面的研究成為熱點(diǎn)。傳統(tǒng)電容式加速度計(jì)傳感器芯片存在以下主要缺點(diǎn):(1)無(wú)法使其與CMOS工藝兼容，傳感器芯片的CMOS工藝集成化是傳感器研究和發(fā)展的趨勢(shì)；
[2]單一的量程，只能針對(duì)某一特定的量程范圍進(jìn)行測(cè)試，使其不能得到最大限度的使用，造成資源的浪費(fèi)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，提供一種多量程的叉指電容加速度計(jì)，靈敏度高，量程范圍大、可制造性高，制造成本低。
[0004]按照本發(fā)明提供的技術(shù)方案，所述多量程的叉指電容加速度計(jì)，其特征是:包括連接在一起的第一傳感器單元、第二傳感器單元、第三傳感器單元、第四傳感器單元、第五傳感器單元和第六傳感器單元，第一傳感器單元、第二傳感器單元、第三傳感器單元、第四傳感器單元、第五傳感器單元和第六傳感器單元分別具有兩個(gè)輸出端，第一傳感器單元、第二傳感器單元、第三傳感器單元、第四傳感器單元、第五傳感器單元和第六傳感器單元的輸入端由金屬連線合并連接；所述第一傳感器單元、第二傳感器單元、第三傳感器單元、第四傳感器單元、第五傳感器單元和第六傳感器單元分別包括基底及基底上的結(jié)構(gòu)層，結(jié)構(gòu)層包括上錨點(diǎn)、下錨點(diǎn)、左彈性梁、右彈性梁、質(zhì)量塊、左錨點(diǎn)和右錨點(diǎn)，質(zhì)量塊的左端通過(guò)左彈性梁連接左錨點(diǎn)，質(zhì)量塊的右端通過(guò)右彈性梁連接右錨點(diǎn)，質(zhì)量塊分成若干部分，每部分之間均由連接梁連接；所述上錨點(diǎn)靠近質(zhì)量塊的側(cè)面、以及下錨點(diǎn)靠近質(zhì)量塊的側(cè)面上設(shè)有呈梳齒狀排列的極板組，每對(duì)極板組包括第一極板和第二極板，質(zhì)量塊的上、下側(cè)面分別設(shè)有呈梳齒狀排列與極板組交錯(cuò)配置的第三極板，每對(duì)極板組位于兩個(gè)第三極板的空隙之間。
[0005]所述第一傳感器單元、第二傳感器單元、第三傳感器單元、第四傳感器單元、第五傳感器單元和第六傳感器單元的極板的大小不同。
[0006]所述第三極板、左彈性梁、右彈性梁、質(zhì)量塊和連接梁的結(jié)構(gòu)自底層向上依次為第
一介質(zhì)層、第一金屬層、第二介質(zhì)層、第二金屬層、第三介質(zhì)層、第三金屬層和鈍化層，第一金屬層和第二金屬層由設(shè)置在第二介質(zhì)層中的第一鎢塞連接，第二金屬層和第三金屬層由設(shè)置在第三介質(zhì)層中的第二鎢塞連接；在第三極板、左彈性梁、右彈性梁、質(zhì)量塊和連接梁的結(jié)構(gòu)層上刻蝕形成多個(gè)垂直于基底的側(cè)墻，側(cè)墻由鈍化層的上表面延伸至基底的上表面，在第三極板、左彈性梁、右彈性梁、質(zhì)量塊和連接梁結(jié)構(gòu)層下部的基底上設(shè)置懸空結(jié)構(gòu)。
[0007]所述第一極板的結(jié)構(gòu)自底層向上依次為第一介質(zhì)層、第一金屬層、第二介質(zhì)層、第二金屬層、第三介質(zhì)層和鈍化層，第一金屬層和第二金屬層由設(shè)置在第二介質(zhì)層中的第一鎢塞連接；在第一極板的結(jié)構(gòu)層上刻蝕形成多個(gè)垂直于基底的側(cè)墻，側(cè)墻由鈍化層的上表面延伸至基底的上表面，在第一極板結(jié)構(gòu)層下部的基底上設(shè)置懸空結(jié)構(gòu)。
[0008]所述第二極板的結(jié)構(gòu)自底層向上依次為第一介質(zhì)層、第二介質(zhì)層、第三介質(zhì)層、第三金屬層和鈍化層；在第二極板的結(jié)構(gòu)層上刻蝕形成多個(gè)垂直于基底的側(cè)墻，側(cè)墻由鈍化層的上表面延伸至基底的上表面，在第二極板結(jié)構(gòu)層下部的基底上設(shè)置懸空結(jié)構(gòu)。
[0009]所述上錨點(diǎn)和下錨點(diǎn)上包括第一凹陷部和第一凸出部；所述第一凸出部的結(jié)構(gòu)自底層向上依次為第一介質(zhì)層、第二介質(zhì)層、第三介質(zhì)層、第三金屬層和鈍化層；所述第一凹陷部的結(jié)構(gòu)自底層向上依次為第一介質(zhì)層、第一金屬層、第二介質(zhì)層、第二金屬層和第三介質(zhì)層，第一金屬層和第二金屬層由設(shè)置在第二介質(zhì)層中的第一鶴塞連接。
[0010]所述左錨點(diǎn)和右錨點(diǎn)上包括第二凹陷部和第二凸出部；所述第二凸出部的結(jié)構(gòu)自底層向上依次為第一介質(zhì)層第一金屬層、第二介質(zhì)層、第二金屬層、第三介質(zhì)層、第三金屬層和鈍化層，第一金屬層和第二金屬層由設(shè)置在第二介質(zhì)層中的第一鶴塞連接，第二金屬層和第三金屬層由設(shè)置在第三介質(zhì)層中的第二鎢塞連接；所述第二凹陷部的結(jié)構(gòu)自底層向上依次為第一介質(zhì)層、第一金屬層、第二介質(zhì)層、第二金屬層和第三介質(zhì)層，第一金屬層和第二金屬層由設(shè)置在第二介質(zhì)層中的第一鎢塞連接。
[0011 ] 所述基底為娃基底。
[0012]所述懸空結(jié)構(gòu)在寬度方向上由基底的一側(cè)向基底的另一側(cè)延伸，且懸空結(jié)構(gòu)的寬度小于基底的寬度；所述懸空結(jié)構(gòu)在高度方向上由基底的上表面向基底的下表面延伸，且懸空結(jié)構(gòu)的高度小于基底的高度。
[0013]本發(fā)明采用了不同量程的六個(gè)加速度計(jì)傳感器進(jìn)行分段測(cè)量的方式，從而通過(guò)一個(gè)傳感器陣列來(lái)提高測(cè)量范圍，彌補(bǔ)了單個(gè)傳感器測(cè)量范圍的不足，傳感器工作時(shí)可以在測(cè)量范圍和靈敏度之間選擇，實(shí)現(xiàn)了傳感器的智能化。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0014]圖1為本發(fā)明所述加速度計(jì)的俯視圖。
[0015]圖2為本發(fā)明所述傳感器單元的俯視圖。
[0016]圖3為第三極板、左彈性梁、右彈性梁、質(zhì)量塊和連接梁的剖視圖。
[0017]圖4為第一極板的剖視圖。
[0018]圖5為第二極板的剖視圖。
[0019]圖6為上錨點(diǎn)和下錨點(diǎn)的剖視圖。
[0020]圖7為左錨點(diǎn)和右錨點(diǎn)的剖視圖。
[0021]圖中的序號(hào)為:圖中的序號(hào)為:上錨點(diǎn)1-1、下錨點(diǎn)1-2、第一極板2-1、第二極板2-2、第三極板2-3、左彈性梁3-1、右彈性梁3-2、質(zhì)量塊4、連接梁5、左錨點(diǎn)6_1、右錨點(diǎn)6-2、基底10、第一介質(zhì)層11、第一金屬層12、第二介質(zhì)層13、第一鶴塞14、第二金屬層15、第三介質(zhì)層16、第三金屬層17、鈍化層18、第二鎢塞19、側(cè)墻20、懸空結(jié)構(gòu)21、第一凹陷部22-1、第二凹陷部22-2、第一凸出部23-1、第二凸出部23-2、第一傳感器單元100、第二傳感器單元200、第三傳感器單元300、第四傳感器單元400、第五傳感器單元500、第六傳感器單元 600。
【具體實(shí)施方式】
[0022]下面結(jié)合具體附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。
[0023]如圖1所示:所述多量程的叉指電容加速度計(jì)包括連接在一起的第一傳感器單元100、第二傳感器單元200、第三傳感器單元300、第四傳感器單元400、第五傳感器單元500和第六傳感器單元600，第一傳感器單元100、第二傳感器單元200、第三傳感器單元300、第四傳感器單元400、第五傳感器單元500和第六傳感器單元600分別具有兩個(gè)輸出端(如圖1所示，第一傳感器單元100的輸入端為110、120，第二傳感器單元200的輸入端為210、220，第三傳感器單元300的輸入端為310、320，第四傳感器單元400的輸入端為410、420，第五傳感器單兀500的輸入端為510、520，第六傳感器單兀600的輸入端為610、620),第一傳感器單元100、第二傳感器單元200、第三傳感器單元300、第四傳感器單元400、第五傳感器單元500和第六傳感器單元600的輸入端由金屬連線合并連接后匯入總的輸出端01、02 ；
如圖2所示，所述第一傳感器單元100、第二傳感器單元200、第三傳感器單元300、第四傳感器單元400、第五傳感器單元500和第六傳感器單元600分別包括基底10及基底10上的結(jié)構(gòu)層，結(jié)構(gòu)層包括上錨點(diǎn)1-1、下錨點(diǎn)1-2、左彈性梁3-1、右彈性梁3-2、質(zhì)量塊4、左錨點(diǎn)6-1和右錨點(diǎn)6-2，質(zhì)量塊4的左端通過(guò)左彈性梁3-1連接左錨點(diǎn)6-1，質(zhì)量塊4的右端通過(guò)右彈性梁3-2連接右錨點(diǎn)6-2，質(zhì)量塊4可分成若干部分，每部分之間均由連接梁5連接，這種結(jié)構(gòu)可以一定程度上避免釋放時(shí)多層結(jié)構(gòu)中殘留的應(yīng)力在質(zhì)量塊伸展方向上存在變化梯度引起的彎曲，影響叉指電容結(jié)構(gòu)總電容量下降的問(wèn)題；所述上錨點(diǎn)1-1靠近質(zhì)量塊4的側(cè)面、以及下錨點(diǎn)1-2靠近質(zhì)量塊4的側(cè)面上設(shè)有呈梳齒狀排列的極板組，每對(duì)極板組包括第一極板2-1和第二極板2-2，質(zhì)量塊4的上、下側(cè)面分別設(shè)有呈梳齒狀排列與極板組交錯(cuò)配置的第三極板2-3，每對(duì)極板組位于兩個(gè)第三極板2-3的空隙之間；工作的時(shí)候質(zhì)量塊4連接的第三極板2-3與上錨點(diǎn)1-1和下錨點(diǎn)1-2連接的第一極板2-1和第二極板2-2在彈性梁的作用下相互作用，改變總電容量；
所述第一傳感器單元100、第二傳感器單元200、第三傳感器單元300、第四傳感器單元400、第五傳感器單元500和第六傳感器單元600的極板的大小不同；
其中，如圖3所示，所述第三極板2-3、左彈性梁3-1、右彈性梁3-2、質(zhì)量塊4和連接梁5的結(jié)構(gòu)自底層向上依次為第一介質(zhì)層11、第一金屬層12、第二介質(zhì)層13、第二金屬層15、第三介質(zhì)層16、第三金屬層17和鈍化層18,第一金屬層12和第二金屬層15由設(shè)置在第二介質(zhì)層13中的第一鶴塞14連接，第二金屬層15和第三金屬層17由設(shè)置在第三介質(zhì)層16中的第二鎢塞19連接；在第三極板2-3、左彈性梁3-1、右彈性梁3-2、質(zhì)量塊4和連接梁5的結(jié)構(gòu)層上刻蝕形成多個(gè)垂直于基底10的側(cè)墻20，側(cè)墻20由鈍化層18的上表面延伸至基底10的上表面，在第三極板2-3、左彈性梁3-1、右彈性梁3-2、質(zhì)量塊4和連接梁5結(jié)構(gòu)層下部的基底10上設(shè)置懸空結(jié)構(gòu)21 ;所述懸空結(jié)構(gòu)21在寬度方向上由基底10的一側(cè)向基底10的另一側(cè)延伸，且懸空結(jié)構(gòu)21的寬度小于基底10的寬度；所述懸空結(jié)構(gòu)21在高度方向上由基底10的上表面向基底10的下表面延伸，且懸空結(jié)構(gòu)21的高度小于基底10的高度；
如圖4所示，所述第一極板2-1的結(jié)構(gòu)自底層向上依次為第一介質(zhì)層11、第一金屬層
12、第二介質(zhì)層13、第二金屬層15、第三介質(zhì)層16和鈍化層18,第一金屬層12和第二金屬層15由設(shè)置在第二介質(zhì)層13中的第一鎢塞14連接；在第一極板2-1的結(jié)構(gòu)層上刻蝕形成多個(gè)垂直于基底10的側(cè)墻20，側(cè)墻20由鈍化層18的上表面延伸至基底10的上表面，在第一極板2-1結(jié)構(gòu)層下部的基底10上設(shè)置懸空結(jié)構(gòu)21 ;所述懸空結(jié)構(gòu)21在寬度方向上由基底10的一側(cè)向基底10的另一側(cè)延伸，且懸空結(jié)構(gòu)21的寬度小于基底10的寬度；所述懸空結(jié)構(gòu)21在高度方向上由基底10的上表面向基底10的下表面延伸，且懸空結(jié)構(gòu)21的高度小于基底10的高度；
如圖5所示，所述第二極板2-2的結(jié)構(gòu)自底層向上依次為第一介質(zhì)層11、第二介質(zhì)層
13、第三介質(zhì)層16、第三金屬層17和鈍化層18;在第二極板2-2的結(jié)構(gòu)層上刻蝕形成多個(gè)垂直于基底10的側(cè)墻20，側(cè)墻20由鈍化層18的上表面延伸至基底10的上表面，在第二極板2-2結(jié)構(gòu)層下部的基底10上設(shè)置懸空結(jié)構(gòu)21 ;所述懸空結(jié)構(gòu)21在寬度方向上由基底10的一側(cè)向基底10的另一側(cè)延伸，且懸空結(jié)構(gòu)21的寬度小于基底10的寬度；所述懸空結(jié)構(gòu)21在高度方向上由基底10的上表面向基底10的下表面延伸，且懸空結(jié)構(gòu)21的高度小于基底10的高度；
如圖6所示，所述上錨點(diǎn)1-1和下錨點(diǎn)1-2上包括第一凹陷部22-1和第一凸出部23-1 ；所述第一凸出部23-1的結(jié)構(gòu)自底層向上依次為第一介質(zhì)層11、第二介質(zhì)層13、第三介質(zhì)層
16、第三金屬層17和鈍化層18 ;所述第一凹陷部22-1的結(jié)構(gòu)自底層向上依次為第一介質(zhì)層11、第一金屬層12、第二介質(zhì)層13、第二金屬層15和第三介質(zhì)層16,第一金屬層12和第二金屬層15由設(shè)置在第二介質(zhì)層13中的第一鶴塞14連接；
如圖7所示，所述左錨點(diǎn)6-1和右錨點(diǎn)6-2上包括第二凹陷部22-2和第二凸出部23-2 ；所述第二凸出部23-2的結(jié)構(gòu)自底層向上依次為第一介質(zhì)層11、第一金屬層12、第二介質(zhì)層13、第二金屬層15、第三介質(zhì)層16、第三金屬層17和鈍化層18,第一金屬層12和第二金屬層15由設(shè)置在第二介質(zhì)層13中的第一鶴塞14連接，第二金屬層15和第三金屬層15由設(shè)置在第三介質(zhì)層16中的第二鎢塞19連接；所述第二凹陷部22-2的結(jié)構(gòu)自底層向上依次為第一介質(zhì)層11、第一金屬層12、第二介質(zhì)層13、第二金屬層15和第三介質(zhì)層16,第一金屬層12和第二金屬層15由設(shè)置在第二介質(zhì)層13中的第一鶴塞14連接；
其中，所述的基底7為硅基底；
所述第一傳感器單元100、第二傳感器單元200、第三傳感器單元300、第四傳感器單元400、第五傳感器單兀500和第六傳感器單兀600的輸出端由第三金屬層17引出，第一傳感器單元100、第二傳感器單元200、第三傳感器單元300、第四傳感器單元400、第五傳感器單兀500和第六傳感器單兀600的輸入端由第二金屬層15引入。
[0024]本發(fā)明所述多量程的叉指電容加速度計(jì)包含五個(gè)不同量程大小的加速度計(jì)傳感器單元(第一傳感器單元100、第二傳感器單元200、第三傳感器單元300、第五傳感器單元500、第六傳感器單元600)和一個(gè)不隨加速度變化的參考電容單元(第四傳感器單元400)，每個(gè)單元依據(jù)的極板大小不同，分別用于不同范圍的加速度計(jì)測(cè)量，每個(gè)單元加速度計(jì)的結(jié)構(gòu)。如圖1所示，本發(fā)明所述多量程叉指電容加速度計(jì)的六個(gè)傳感器單元采用同一輸入端(01、02)，分別采用不同的輸出端(第一傳感器單元100的輸入端為110、120，第二傳感器單元200的輸入端為210、220，第三傳感器單元300的輸入端為310、320，第四傳感器單元400的輸入端為410、420，第五傳感器單兀500的輸入端為510、520，第六傳感器單兀600的輸入端為610、620)。在工作時(shí)，在某一加速度計(jì)情況下，第一傳感器單兀100和第二傳感器單元200已經(jīng)飽和，而第五傳感器單元500和第六傳感器單元600在此加速度計(jì)情況下變形很小，這時(shí)就可以選擇第三傳感器單元300作為測(cè)量單元，其中第四傳感器單元400作為參考單元。采用這種方法設(shè)計(jì)的傳感器可以在測(cè)量范圍和靈敏度之間選擇，實(shí)現(xiàn)了傳感器的智能化，提高了電容式加速度計(jì)傳感器的靈敏度和測(cè)量范圍，采用了不同量程的六個(gè)加速度計(jì)傳感器進(jìn)行分段加速度計(jì)測(cè)量的方式，從而通過(guò)一個(gè)傳感器陣列來(lái)提高測(cè)量范圍，彌補(bǔ)了單個(gè)傳感器測(cè)量范圍的不足。
【權(quán)利要求】
1.一種多量程的叉指電容加速度計(jì)，其特征是:包括連接在一起的第一傳感器單元(100)、第二傳感器單元(200)、第三傳感器單元(300)、第四傳感器單元(400)、第五傳感器單元(500)和第六傳感器單元(600)，第一傳感器單元(100)、第二傳感器單元(200)、第三傳感器單元(300)、第四傳感器單元(400)、第五傳感器單元(500)和第六傳感器單元(600)分別具有兩個(gè)輸出端，第一傳感器單元(100)、第二傳感器單元(200)、第三傳感器單元(300)、第四傳感器單元(400)、第五傳感器單元(500)和第六傳感器單元(600)的輸入端由金屬連線合并連接；所述第一傳感器單元(100)、第二傳感器單元(200)、第三傳感器單元(300)、第四傳感器單元(400)、第五傳感器單元(500)和第六傳感器單元(600)分別包括基底(10)及基底(10)上的結(jié)構(gòu)層，結(jié)構(gòu)層包括上錨點(diǎn)(1-1)、下錨點(diǎn)(1-2)、左彈性梁(3-1)、右彈性梁(3-2)、質(zhì)量塊(4)、左錨點(diǎn)(6-1)和右錨點(diǎn)(6-2)，質(zhì)量塊(4)的左端通過(guò)左彈性梁(3-1)連接左錨點(diǎn)(6-1)，質(zhì)量塊(4)的右端通過(guò)右彈性梁(3-2)連接右錨點(diǎn)(6-2)，質(zhì)量塊(4)分成若干部分，每部分之間均由連接梁(5)連接；所述上錨點(diǎn)(1-1)靠近質(zhì)量塊(4)的側(cè)面、以及下錨點(diǎn)(1-2)靠近質(zhì)量塊(4)的側(cè)面上設(shè)有呈梳齒狀排列的極板組，每對(duì)極板組包括第一極板(2-1)和第二極板(2-2)，質(zhì)量塊(4)的上、下側(cè)面分別設(shè)有呈梳齒狀排列與極板組交錯(cuò)配置的第三極板(2-3)，每對(duì)極板組位于兩個(gè)第三極板(2-3)的空隙之間。
2.如權(quán)利要求1所述的多量程的叉指電容加速度計(jì)，其特征是:所述第一傳感器單元(100)、第二傳感器單元(200)、第三傳感器單元(300)、第四傳感器單元(400)、第五傳感器單元(500)和第六傳感器單元(600)的極板的大小不同。
3.如權(quán)利要求1所述的多量程的叉指電容加速度計(jì)，其特征是:所述第三極板(2-3)、左彈性梁(3-1)、右彈性梁(3-2)、質(zhì)量塊(4)和連接梁(5)的結(jié)構(gòu)自底層向上依次為第一介質(zhì)層(11)、第一金屬層(12)、第二介質(zhì)層(13)、第二金屬層(15)、第三介質(zhì)層(16)、第三金屬層(17)和鈍化層(18)，第一金屬層(12)和第二金屬層(15)由設(shè)置在第二介質(zhì)層(13)中的第一鶴塞(14)連接，第二`金屬層(15)和第三金屬層(17)由設(shè)置在第三介質(zhì)層(16)中的第二鎢塞(19)連接；在第三極板(2-3)、左彈性梁(3-1)、右彈性梁(3-2)、質(zhì)量塊(4)和連接梁(5)的結(jié)構(gòu)層上刻蝕形成多個(gè)垂直于基底(10)的側(cè)墻(20)，側(cè)墻(20)由鈍化層(18)的上表面延伸至基底(10)的上表面，在第三極板(2-3)、左彈性梁(3-1)、右彈性梁(3-2)、質(zhì)量塊(4)和連接梁(5)結(jié)構(gòu)層下部的基底(10)上設(shè)置懸空結(jié)構(gòu)(21 )。
4.如權(quán)利要求1所述的多量程的叉指電容加速度計(jì)，其特征是:所述第一極板(2-1)的結(jié)構(gòu)自底層向上依次為第一介質(zhì)層(11)、第一金屬層(12)、第二介質(zhì)層(13)、第二金屬層(15)、第三介質(zhì)層(16)和鈍化層(18),第一金屬層(12)和第二金屬層(15)由設(shè)置在第二介質(zhì)層(13)中的第一鎢塞(14)連接；在第一極板(2-1)的結(jié)構(gòu)層上刻蝕形成多個(gè)垂直于基底(10)的側(cè)墻(20)，側(cè)墻(20)由鈍化層(18)的上表面延伸至基底(10)的上表面，在第一極板(2-1)結(jié)構(gòu)層下部的基底(10)上設(shè)置懸空結(jié)構(gòu)(21)。
5.如權(quán)利要求1所述的多量程的叉指電容加速度計(jì)，其特征是:所述第二極板(2-2)的結(jié)構(gòu)自底層向上依次為第一介質(zhì)層(11)、第二介質(zhì)層(13)、第三介質(zhì)層(16)、第三金屬層(17)和鈍化層(18);在第二極板(2-2)的結(jié)構(gòu)層上刻蝕形成多個(gè)垂直于基底(10)的側(cè)墻(20)，側(cè)墻(20)由鈍化層(18)的上表面延伸至基底(10)的上表面，在第二極板(2-2)結(jié)構(gòu)層下部的基底(10)上設(shè)置懸空結(jié)構(gòu)(21 )。
6.如權(quán)利要求1所述的多量程的叉指電容加速度計(jì)，其特征是:所述上錨點(diǎn)(1-1)和下錨點(diǎn)(1-2)上包括第一凹陷部(22-1)和第一凸出部(23-1);所述第一凸出部(23-1)的結(jié)構(gòu)自底層向上依次為第一介質(zhì)層(11)、第二介質(zhì)層(13)、第三介質(zhì)層(16)、第三金屬層(17)和鈍化層(18);所述第一凹陷部(22-1)的結(jié)構(gòu)自底層向上依次為第一介質(zhì)層(11)、第一金屬層(12)、第二介質(zhì)層(13)、第二金屬層(15)和第三介質(zhì)層(16),第一金屬層(12)和第二金屬層(15)由設(shè)置在第二介質(zhì)層(13)中的第一鎢塞(14)連接。
7.如權(quán)利要求1所述的多量程的叉指電容加速度計(jì)，其特征是:所述左錨點(diǎn)(6-1)和右錨點(diǎn)(6-2)上包括第二凹陷部(22-2)和第二凸出部(23-2);所述第二凸出部(23-2)的結(jié)構(gòu)自底層向上依次為第一介質(zhì)層(11)、第一金屬層(12)、第二介質(zhì)層(13)、第二金屬層(15)、第三介質(zhì)層(16)、第三金屬層(17)和鈍化層(18),第一金屬層(12)和第二金屬層(15)由設(shè)置在第二介質(zhì)層(13)中的第一鶴塞(14)連接，第二金屬層(15)和第三金屬層(15)由設(shè)置在第三介質(zhì)層(16)中的第二鎢塞(19)連接；所述第二凹陷部(22-2)的結(jié)構(gòu)自底層向上依次為第一介質(zhì)層(11)、第一金屬層(12)、第二介質(zhì)層(13)、第二金屬層(15)和第三介質(zhì)層(16),第一金屬層(12)和第二金屬層(15)由設(shè)置在第二介質(zhì)層(13)中的第一鶴塞(14)連接。
8.如權(quán)利要求1所述的多量程的叉指電容加速度計(jì)，其特征是:所述基底(7)為硅基。
9.如權(quán)利要求3、4或5所述的多量程的叉指電容加速度計(jì)，其特征是:所述懸空結(jié)構(gòu)(21)在寬度方向上由基底(10)的一側(cè)向基底(10)的另一側(cè)延伸，且懸空結(jié)構(gòu)(21)的寬度小于基底(10)的寬度；所述懸空結(jié)構(gòu)(21)在高度方向上由基底(10)的上表面向基底(10)的下表面延伸，且懸空結(jié)構(gòu)(21)的高度小于基底(10)的高度。
【文檔編號(hào)】G01P15/125GK103675349SQ201310674272
【公開(kāi)日】2014年3月26日 申請(qǐng)日期:2013年12月11日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月11日
【發(fā)明者】薛惠瓊, 王瑋冰, 田龍坤 申請(qǐng)人:江蘇物聯(lián)網(wǎng)研究發(fā)展中心