一种微机电加速度计及其制备方法技术

本发明专利技术公开一种微机电加速度计及其制备方法，包括：检验质量、正摆弹簧与倒摆弹簧；检验质量与正摆弹簧和倒摆弹簧相连接，正摆弹簧和倒摆弹簧分布在所述检验质量的两侧，检验质量在正摆弹簧和倒摆弹簧的约束下受外界力的作用而运动，检验质量的质心位置或者检验质量所受的等效重力加速度可以用于对微机电加速度计的本征频率进行调节；检验质量上制备有密绕导电线圈，当密绕导电线圈通电流时，在垂直与密绕导电线圈方向的磁场的作用下，检验质量的等效质心位置或者所受的等效重力加速度发生变化。本发明专利技术利用电磁力进行检验质量的等效质心或者等效重力加速度调节，克服了微机电加速度计由于检验质量过小，而引起的调节力度不够的缺点。

A microelectromechanical accelerometer and its preparation method

The invention discloses a MEMS accelerometer and a preparation method thereof, including: quality inspection, pendulum spring and pendulum spring; quality inspection and pendulum spring and spring connected inverted pendulum, inverted pendulum spring and spring are distributed on both sides of the quality inspection, quality inspection in the spring and fall are pendulum spring under the constraints of external force and motion, the equivalent acceleration of gravity by the quality inspection or quality inspection center for the eigen frequency of MEMS accelerometer adjustment; quality inspection on Preparation of winding conductive coil, when the winding conductive coil current, and in the vertical winding conductive coil direction of the magnetic field, the equivalent centroid position of quality inspection or equivalent acceleration of gravity by changing. The invention uses electromagnetic force to check the equivalent mass center or equivalent gravity acceleration of inspection quality, and overcomes the shortcomings of the micro electromechanical accelerometer caused by insufficient inspection quality.

【技术实现步骤摘要】
一种微机电加速度计及其制备方法
本专利技术属于精密测量物理
，更具体地，涉及一种微机电加速度计及其制备方法。
技术介绍
微机电系统(MicroelectromechanicalSystem，MEMS)是将微电子技术与机械工程融合到一起的一种工业技术，最早的微机电器件可追朔至1966年。近年来，由于重力辅助导航、地球物理勘探等技术发展的需要，以及空间探测中系统小型化的要求，高性能的微机电系统器件开始进入精密测量领域。例如美国航天局计划发射的洞察号火星探测器中就携带了由英国帝国理工大学研制的高性能微震仪。该微震仪在0.1Hz处的分辨率优于10ng/√Hz，而在其谐振频率附件的分辨率达到了惊人的2ng/√Hz(参考文献：W.T.Pikeetal.,Aself-levellingnano-gsiliconseismometer,IEEESensor,pp.1599-1602,2014)。美国Sandia国家实验室利用多晶硅外延沉积法在MEMS加速度计中集成了亚微米尺度的光栅，他们采用光栅干射的方法进行了面内位移高精度检测，位移探测精度可达到50fm/√Hz@10mHz，这个测量精度完全本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种微机电加速度计，其特征在于，包括：检验质量、正摆弹簧与倒摆弹簧；所述检验质量与正摆弹簧和倒摆弹簧相连接，所述正摆弹簧和倒摆弹簧分布在所述检验质量的两侧，所述检验质量在所述正摆弹簧和倒摆弹簧的约束下受外界力的作用而运动；所述检验质量上制备有密绕导电线圈，当所述密绕导电线圈通电流时，在垂直与所述密绕导电线圈方向的磁场的作用下，所述检验质量的等效质心位置或者检验质量所受的等效重力加速度发生变化，以调节所述微机电加速度计的本征频率。

【技术特征摘要】
1.一种微机电加速度计，其特征在于，包括：检验质量、正摆弹簧与倒摆弹簧；所述检验质量与正摆弹簧和倒摆弹簧相连接，所述正摆弹簧和倒摆弹簧分布在所述检验质量的两侧，所述检验质量在所述正摆弹簧和倒摆弹簧的约束下受外界力的作用而运动；所述检验质量上制备有密绕导电线圈，当所述密绕导电线圈通电流时，在垂直与所述密绕导电线圈方向的磁场的作用下，所述检验质量的等效质心位置或者检验质量所受的等效重力加速度发生变化，以调节所述微机电加速度计的本征频率。2.根据权利要求1所述的微机电加速度计，其特征在于，包括：所述磁场垂直与所述检验质量所处的平面，所述磁场作用于通电流的密绕导电线圈所产生的洛伦兹力的方向与所述检验质量处于同一平面且与所述检验质量的敏感轴方向垂直。3.根据权利要求2所述的微机电加速度计，其特征在于，包括：所述检验质量的等效重力加速度方向与其处于同一平面且与其敏感轴方向垂直。4.根据权利要求1所述的微机电加速度计，其特征在于，包括：所述密绕导电线圈通电流时，其电流信号分别通过正摆弹簧和倒摆弹簧上的引线引入和引出。5.根据权利要求1至4任一项所述的微机电加速度计，其特征在于，包括：所述磁场通过磁极加载或者通过通电螺线圈的方式加载。6.一种基于上述权利要求1至4任一项所述的微机电加速度计的制备方法，所述检验质量、正摆弹簧以及倒摆弹簧均通过硅基底制备而成，其特征在于，包括以下步骤：(1)在硅基底上通过沉积、刻蚀或者剥离的工艺制备金属种子层，制备所述金属种子层过程用到第一光刻胶掩膜，所述第一光刻胶掩膜的设计与所述密绕导电线圈回路的位置、密绕导电回路的引入和引出位置相关；(2)利用光刻对准技术，在金属种子层上制备图形化的第二光刻胶掩膜，所述第二光刻胶掩膜被用作限制电镀位置的倒模；(3)通过在金属种子层上电镀得到所述密绕导电线圈回路及其引入、引出导电线；(4)电镀完成后，去除所述第二光刻胶掩膜；(5)在硅基底背面利用电子束热蒸发的方式沉积铝膜作为刻蚀截止层；(6)利用光刻对准技术在硅基底正面制备沉积刻蚀所用的第三光刻胶掩模，并对所述硅基底进行干法深硅刻蚀，以得到检验质量、正摆弹簧以及倒摆弹簧，所述第三光刻胶掩膜的设计与检验质量、正摆弹...

【专利技术属性】
技术研发人员：范继，涂良成，伍文杰，刘金全，徐小超，刘骅锋，
申请(专利权)人：华中科技大学，
类型：发明
国别省市：湖北,42