The utility model provides a multi axis capacitive accelerometer, the two layer structure of Z axis Z axis acceleration of the multi axis capacitive accelerometer were placed on the XY axis accelerometer on both sides, the structure can reduce the error caused by the deformation of the package, so as to improve the sensitivity of multi axis capacitive accelerometer.
【技术实现步骤摘要】
本技术涉及一种探测加速度的微机电结构，尤其涉及一种多轴电容式加速度计。
技术介绍
采用表面工艺制作的微机电（Micro-Electro-MechanicSystem，简称MEMS）惯性传感器是以硅片为基体，通过多次薄膜淀积和图形加工制备的三维微机械结构。常用的薄膜层材料包括：多晶硅、氮化硅、二氧化硅和金属。典型的工艺步骤包括：基片准备，一次氧化形成绝缘层，淀积第一层多晶硅，刻蚀多晶硅形成电极和互连线，二次氧化形成牺牲层，氧化层刻蚀形成通孔，淀积第二层多晶硅，淀积金属层，刻蚀金属层形成互连线，刻蚀第二层多晶硅形成机械结构图形，最后去除牺牲层形成可动结构单元。加速度计，即加速度感应器，是一种能够测量加速力的电子设备，是微机电（MEMS）惯性传感器常用器件之一。加速度感应器主要应用在位置感应、位移感应或者运动状态感应等。如，在手机上使用加速度感应器，就可以探测到手机的放置状态，是平放还是倾斜等，根据状态启动不同的程序以达到某种效果，再如，可应用到笔记...
【技术保护点】
一种多轴电容式加速度计，包括基底和XY轴结构层，所述XY轴结构层包括可动质量块、中心锚点、弹性结构以及多个检测电极，所述多个检测电极用于检测X方向和Y方向的加速度，所述可动质量块与所述中心锚点和弹性结构相连，其特征在于，所述多轴电容式加速度计还包括分别位于XY轴结构层两侧的两个Z轴结构层。
【技术特征摘要】 【专利技术属性】
1.一种多轴电容式加速度计，包括基底和XY轴结构层，所述XY轴结构
层包括可动质量块、中心锚点、弹性结构以及多个检测电极，所述多个检测电
极用于检测X方向和Y方向的加速度，所述可动质量块与所述中心锚点和弹性
结构相连，其特征在于，所述多轴电容式加速度计还包括分别位于XY轴结构
层两侧的两个Z轴结构层。
2.如权利要求1所述的多轴电容式加速度计，其特征在于，每个所述Z轴
结构层均包括可动质量块、固定锚点、弹性结构以及两个固定电极，所述两个
固定电极固定于所述基底上，所述Z轴结构层的弹性结构与所述Z轴结构层的
固定锚点和可动质量块相连。
3.如权利要求2所述的多轴电容式加速度计，其特征在于，每个所述Z轴
结构层的两个固定电极的结构相同且关于所述Z轴结构层的弹性结构对称。
4.如权利要求3所述的多轴电容式加速度计，其特征在于，每个所述Z轴
结构层的可动质量块的质心不在所述Z轴结构层的弹性结构上。
5.如权利要求4所述的多轴电容式加速度计，其特征在于，其中一个Z轴
结构层的弹性结构左侧的可动质量块的质量与另一个Z轴结构层的弹性结构左
侧的可动质量块的质量相同，所述其中一个Z轴结构层的弹性结构右侧的可动
质量块的质量与另一个Z轴结构层的弹性结构右侧的可动质量块的质量相同。
6.如权利要求5所述的多轴电容式加速度计，其特征在于，其中一个Z轴
结构层中远离中心锚点的固定电极与另一个Z轴结构层中靠近中心锚点的固定
电极电学连接，所述其中一个Z轴结构层中靠近中心锚点的固定电极与另一个Z
轴结构层中远离中心锚点的固定电极电学连接。
7.如权利要求2所述的多轴电容式加速度计，其特征在于，所述Z轴结构
层的可动质量块、固定锚点以及弹性结构是通过蚀刻和熏蒸工艺一体成形的结
构，所述Z轴结构层的可动质量块、固定锚点以及弹性结构与所述XY轴结构
层的可动质量块、中心锚点、弹性结构以及检测电极一同利用第二层多晶硅形
成。
8.如权利要求2所述的多轴电容式加速度计，其特征在于，所述多轴电容
式加速度计还包括形成于所述基底上的布线，所述Z轴结构层的固定电极与所
述基底上的布线利用第一层多晶硅形成。
9.如权利要求1所述的多轴电容式加速度计，其特征在于，所述XY轴结
构层包括八个检测电极，所述八个检测电极以所述中心锚点为中心呈辐射状分
布于其四周；其中四个检测电极对称分布于中心锚点的左右两侧，用于检测X
方向的加速度；另外四个检测电极对称分布于中心锚点的上下两侧，用于检测
Y方向的加速度。
10.如权利要求9所述的多轴电容式加速度计，其特征在于，每个所述检
测电极均包括第一检测电极以及两个第二检测电极，所述第一检测电极与所述
XY轴结构层的可动质量块相连，所述两个第二检测电极固定于所述基底上。
11.如权利要求1所述的多轴电容式加速度计，其特征在于，所述XY轴
结构层还包括固定于所述基底上的多个止动块，所述多个止动块均匀分布于所
述XY轴结构层的可动质量块的周围并与所述XY轴结构层的可动质量块相连。
12.一种多轴电容式加速度计，包括基底和XY轴结构层，所述XY轴结构
层包括可动质量块、中心锚点、弹性结构以及多个检测电极，所述多个检测电
极用于检测X方向和Y方向的加速度，所述可动质量块与所述中心锚点和弹性
结构相连，其特征在于，所述弹性结构为扇形折叠梁结构，所述多轴电容式加
速度计还包括分别位于XY轴结构层两侧的两个Z轴结构层。
13.如权利要求12所述的多轴电容式加速度计，其特征在于，所述多轴电
容式加速度计还包括形成于所述基底上的布线，所述XY轴结构层的弹性结构
与所述布线错开设置。
14.如权利要求12所述的多轴电容式加速度计，其特征在于，每个所述Z
轴结构层均包括可动质量块、固定锚点、弹性结构以及两个固定电极，所述两
个固定电极固定于所述基底上，所述Z轴结构层的弹性结构与所述Z轴结构层
的固定锚点和可动质量块相连。
15.如权利要求14所述的多轴电容式加速度计，其特征在于，每个所述Z
轴结构层的两个固定电极的结构相同且关于所述Z轴结构层的弹性结构对称。
16.如权利要求15所述的多轴电容式加速度计，其特征在于，每个所述Z
轴结构层的可动质量块的质心不在所述Z轴结构层的弹性结构上。
17.如权利要求16所述的多轴电容式加速度计，其特征在于，其中一个Z
轴结构层的弹性结构左侧的可动质量块的质量与另一个Z轴结构层的弹性结构
左侧的可动质量块的质量相同，所述其中一个Z轴结构层的弹性结构右侧的可
动质量块的质量与另一个Z轴结构层的弹性结构右侧的可动质量块的质量相同。
18.如权利要求17所述的多轴电容式加速度计，其特征在于，其中一个Z
轴结构层中远离中心锚点的固定电极与另一个Z轴结构层中靠近中心锚点的固
定电极电学连接，所述其中一个Z轴结构层中靠近中心锚点的固定电极与另一
个Z轴结构层中远离中心锚点的固定电极电学连接。
19.如权利要求14所述的多轴电容式加速度计，其特征在于，所述Z轴结
构层的可动质量块、固定锚点以及弹性结构是通过蚀刻和熏蒸工艺一体成形的
结构，所述Z轴结构层的可动质量块、固定锚点以及弹性结构与所述XY轴结
构层的可动质量块、中心锚点、弹性结构以及检测电极一同利用第二层多晶硅
形成。
20.如权利要求14所述的多轴电容式加速度计，其特征在于，所述多轴电
容式加速度计还包括形成于所述基底上的布线，所述Z轴结构层的固定电极与
所述基底上的布线利用第一层多晶硅形成。
21.如权利要求12所述的多轴电容式加速度计，其特征在于，所述XY轴
结构层包括八个检测电极，所述八个检测电极以所述中心锚点为中心呈辐射状
分布于其四周；其中四个检测电极对称分布于中心锚点的左右两侧，用于检测X
方向的加速度；另外四个检测电极对称分布于中心锚点的上下两侧，用于检测
Y方向的加速度。
22.如权利要求21所述的多轴电容式加速度计，其特征在于，每个所述检
测电极均包括第一检测电极以及两个第二检测电极，所述第一检测电极与所述
XY轴结构层的可动质量块相连，所述两个第二检测电极固定于所述基底上。
23.如权利要求12所述的多轴电容式加速度计，其特征在于，所述XY轴
结构层还包括固定于所述基底上的多个止动块，所述多个止动块均匀分布于所
述XY轴结构层的可动质量块的周围并与所述XY轴结构层的可动质量块相连。
24.一种多轴电容式加速度计，包括基底和XY轴结构层，所述XY轴结构
层包括可动质量块、中心锚点、弹性结构以及多个检测电极，所述多个检测电
极用于检测X方向和Y方向的加速度，所述可动质量块与所述中心锚点和弹性
结构相连，其特征在于，所述中心锚点为具有缺口的结构，所述多轴电容式加
技术研发人员：汪建平，邓登峰，
申请(专利权)人：杭州士兰微电子股份有限公司，
类型：新型
国别省市：浙江;33
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