【技术实现步骤摘要】
一种微纳结构的惯性传感器本体及其制作方法
本专利技术涉及纳机电系统(NEMS)和传感
，特别涉及一种可实现高灵敏度测量的、基于微纳结构的惯性传感器本体及其制作方法。
技术介绍
基于微机电系统(MEMS)的惯性传感器包括微陀螺仪和微加速度计，在工业自动化、汽车、家电、建筑、航空航天和国防等领域有广泛的应用前景。通常的微型惯性传感器一般具有微梁支撑质量块的结构，其材料基本上也都是微加工常用的材料——硅或金属，其质量块的面尺寸一般为百微米至毫米，梁截面尺寸也在微米量级。谐振式传感器具有灵敏度高、便于数字输出等优点，被认为是一种很有前景的传感方式。谐振式微加速度计的工作原理是：驱动弹性梁——质量块结构在谐振点振动，有加速度作用时，其谐振频率将产生变化，从而通过谐振频率的测量来达到测量加速度的目的。弹性梁——质量块结构在谐振时振幅最大，采用包括压阻式、电容式或光学测量等方法可以测得其振幅并反馈给驱动电路，使得弹性梁-质量块结构始终在谐振点振动。当有加速度作用时，弹性梁-质量块结构的谐振频率会发生变化，通过检测谐振频率的变化可以检测加速度的大小(参考文献[1]：B.L...
【技术保护点】
一种微纳结构的惯性传感器本体包括：一硅基底１和在其上设置的绝缘层（２），在绝缘层（２）上部固定的电极，电极上部固定有谐振梁（５）、电极引线，以及一质量块（６），其特征在于，所述电极为（２）个条带形，分别设置在基体绝缘层（２）上部的两边；所述谐振梁（５）为２组一维纳米材料，该２组谐振梁分别搭放在质量块（６）与第一电极（３）和质量块（６）与第二电极４之间，或者所述谐振梁（５）为一组，该一组谐振梁（５）经过质量块（６）从第一电极（３）搭到第二电极（４）上，谐振梁（５）在与电极和质量块的接触面处固定；所述质量块（６）位于绝缘层（２）上部的中心处，质量块在谐振梁的支撑下悬空，绝缘层（...
【技术特征摘要】
1、一种微纳结构的惯性传感器本体包括：一硅基底1和在其上设置的绝缘层(2)，在绝缘层(2)上部固定的电极，电极上部固定有谐振梁(5)、电极引线，以及一质量块(6)，其特征在于，所述电极为(2)个条带形，分别设置在基体绝缘层(2)上部的两边；所述谐振梁(5)为2组一维纳米材料，该2组谐振梁分别搭放在质量块(6)与第一电极(3)和质量块(6)与第二电极4之间，或者所述谐振梁(5)为一组，该一组谐振梁(5)经过质量块(6)从第一电极(3)搭到第二电极(4)上，谐振梁(5)在与电极和质量块的接触面处固定；所述质量块(6)位于绝缘层(2)上部的中心处，质量块在谐振梁的支撑下悬空，绝缘层(2)与质量块(6)之间的间隙为0.3μm-4μm；整个基底(1)作为驱动电极，硅基底(1)上的绝缘层(2)开有一个窗形成压焊盘(9)，作为底电极的引出接头；第一电极(3)和第二电极(4)分别有引线与压焊盘(7)和(8)相连；同时，一维纳米材料也作为质量块(6)与电极(3)和电极(4)实现电连接的电引线。2.根据权利要求1所述的微纳结构的惯性传感器本体，其特征在于，所述谐振梁为一维纳米材料，该一维纳米材料包括：碳纳米纤维、纳米碳带或碳纳米管；铂、银金属纳米线；和GaP、InP半导体纳米线等材料。3.根据权利要求1所述的微纳结构的惯性传感器本体，其特征在于，所述弹性梁5的尺寸通常为：长度在2μm～30μm之间，直径为1纳米至100纳米。4.根据权利要求1所述的微纳结构的惯性传感器本体，其特征在于，所述绝缘层选自氧化硅和氮化硅，其氧化硅和氮化硅总厚度为1600到2500。5.根据权利要求1所述的微纳结构的惯性传感器本体，其特征在于，所述电极为多晶硅或多晶硅及其上的金属层，金属层包括一层钛和一层金，钛/金金属层厚度在0.3μm～4μm之间。6.根据权利要求1所述的微纳结构的惯性传感器本体，其特征在于，所述质量块6为多晶硅材料或多晶硅材料及其上的钛/金金属层，质量块6与第一电极3和第二电极4之间的间隙在0.5μm～10μm之间。7.一种制备权利要求1所述的微纳结构的惯性传感器本体的方法，其特征在于...
【专利技术属性】
技术研发人员：叶雄英，谭苗苗，周兆英，王晓皓，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]
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