微机械加工的集成单片三轴加速度计制造技术

一种单片集成三轴加速度计芯片，包括单晶基板，该基板包括至少一个单晶膜层部分。由单晶膜形成的单个传感器微结构感测全部三个正交方向的每个上的加速度。至少一个电子电路亦可设置在该芯片上，如用于驱动、检测、控制和信号处理的电路。（*该技术在2024年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】微机械加工的集成单片三轴加速度计
本专利技术涉及传感器，更具体而言涉及单片集成MEMS传感器。
技术介绍
由于其集成具有感测元件、预期的多厂商可达性(multivendoraccessibility)以及短设计周期时间的高性能片上(on-chip)信号调节电路的能力，通过互补金属氧化物半导体(CMOS)兼容的制造过程而制造的微机械加工的装置是吸引人的。目前，大多数CMOS兼容的微机械加工过程是基于多晶硅(polysilicon)或多晶的硅/锗(polycrystalline silicon/germanium)表面微机械加工过程的，其使用二氧化硅作为牺牲材料，并且典型地包含由于释放微机械结构的湿刻蚀步骤。即使HF蒸汽可被用于释放，在释放期间对集成电路的保护和粘附问题仍保持为主要的顾虑。对于每个限制静电激励器和电容性传感器的设计灵活性的连续微结构，单个多晶硅微结构上的接线被约束到一个电极。而且，多晶硅过程中的相对大的寄生电容使电容性传感器设计的性能降级。例如，MUMP的多晶硅过程中具有30μm重叠的50-指梳状驱动具有大约28fF的感测电容。寄生电容是单独由于指的13fF，来自互连的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种单片集成３轴加速度计芯片，包括：单晶基板，所述单晶基板包括至少一个单晶膜层部分，以及单个传感器微结构，使用所述膜层形成，所述传感器微结构电容性地感测全部三个正交轴上的加速度。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】US 2003-2-24 60/449,7451.一种单片集成3轴加速度计芯片，包括：单晶基板，所述单晶基板包括至少一个单晶膜层部分，以及单个传感器微结构，使用所述膜层形成，所述传感器微结构电容性地感测全部三个正交轴上的加速度。2.权利要求1的加速度计，进一步包括至少一个电子电路，其被形成在所述芯片上，所述电子电路可通信地连接到所述加速度计。3.权利要求1的加速度计，其中所述电子电路包括从由以下组成的组中选择的至少一个：前置放大器、解调器、低通滤波器、A/D转换器和DSP。4.权利要求1的加速度计，其中包括所述传感器微结构的所有部件利用所述膜层。5.权利要求1的加速度计，其中所述传感器微结构包括多个梳指组，所述多个梳指组包括至少一个用于所述三个正交轴的每个上的运动感测的梳指组。6.权利要求5的加速度计，其中所述多个梳指组提供用于x感测和y感测两者的全差动电容性桥。7.权利要求1的加速度计，其中所述多个梳指组包括设置在所述膜层上的金属/电介质复合薄膜层堆叠。8.权利要求7的加速度计，其中所述梳指组的相应梳指组之下的所述膜层彼此电隔离。9.权利要求1的加速度计，其中所述加速度计包括刚性框架，其设置在用于x-y感测的结构和用于z感测的结构之间，用于将x-y感测从z-感测去耦。10.权利要求9的加速度计，其中用于z-感测的所述结构设置...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢会开，加里K费德，潘志宇，威廉弗雷，
申请(专利权)人：佛罗里达大学，
类型：发明
国别省市：US[美国]