【技术实现步骤摘要】
一种灵敏度及量程可调的法珀加速度敏感芯片及加工方法
[0001]本专利技术涉及微电子机械系统
，特别涉及一种灵敏度及量程可调的法珀加速度敏感芯片及加工方法。
技术介绍
[0002]微机电系统(MEMS)是借助半导体工艺制造出来的尺寸范围从纳米到毫米级别的微型机械或机电元件，其典型特征为小体积、低功耗、可批量生产，常见的MEMS器件包括加速度传感器、压力传感器、振荡器、麦克风等。其中，MEMS加速度传感器在其广泛的应用需求的推动下已经形成了电容、谐振、压阻、光学等不同类型。基于光学干涉原理的MEMS加速度传感器结合了光学检测的超高位移分辨率及MEMS技术小体积、低功耗的特点，在即将到来的万物互联时代展现出了巨大的应用前景。
[0003]基于法布里珀罗干涉原理的光学MEMS加速度敏感芯片通常包含由两面具有特定反射率的平面镜组成的法布里珀罗干涉腔，其中，一面镜子与惯性质量块组合形成可动镜面，而另一面和基体组合形成固定镜面。当激光耦合进入法布里珀罗腔体后，会在腔体内发生多次反射和透射，透射出法布里珀罗腔的激光束之间发生...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种灵敏度及量程可调的法珀加速度敏感芯片，其特征在于，包括上层盖板(12)、弹簧质量结构(14)及下层底板(8)，所述弹簧质量结构(14)通过阳极键合工艺与所述上层盖板(12)及所述下层底板(8)固定连接，且所述上层盖板(12)和所述下层底板(8)分别与所述弹簧质量结构(14)形成法布里珀罗干涉腔；所述上层盖板(12)的下表面和所述下层底板(8)的上表面均刻蚀有正方形腔体，所述正方形腔体即为法布里珀罗干涉腔的腔体所述正方形腔体的表面制作有第二环形驱动电极(11)和第二增反膜(9)；所述弹簧质量结构(14)由固定框架(2)、质量块(10)、弹簧支撑梁(1)、第一环形驱动电极(6)、第一增反膜(5)、连通电极(4)、绝缘槽(3)组成；所述质量块(10)通过弹簧支撑梁(1)与固定框架(2)连接，所述绝缘槽(3)位于固定框架(2)的最外侧，所述第一环形电极(6)、第一增反膜(5)沉积于所述质量块(10)的上表面，所述连通电极(4)沉积于固定框架(2)的上表面，所述连通电极(4)通过上层盖板(12)和下层底板(8)的垂直互通电极(13)实现与外界的电连接；通过对所述上层盖板(12)和所述下层底板(8)的垂直互通电极(13)施加合适的电压，能够使所述质量块(10)在静电力的作用下发生位移，进而实现对所述法珀加速度敏感芯片灵敏度、量程的调控。2.根据权利要求1所述的一种灵敏度及量程可调的法珀加速度敏感芯片，其特征在于，所述上层盖板(12)和所述下层底板(8)分别与所述弹簧质量结构(14)形成法布里珀罗干涉腔，当所述质量块(10)在外界加速度作用下发生运动时，两个法布里珀罗干涉腔的腔长变化量相等，但正负相反。3.根据权利要求1所述的一种灵敏度及量程可调的法珀加速度敏感芯片，其特征在于，所述上层盖板(12)和所述下层底板(8)上在与所述质量块(10)的四角对应的位置加工有限位块(7)，用于防止所述弹簧质量结构(14)由于过载而损坏。4.根据权利要求1所述的一种灵敏度及量程可调的法珀加速度敏感芯片，其特征在于，所述上层盖板(12)和所述下层底板(8)上加工有锥形通孔，并且在锥形通孔表面、侧壁及底部蒸镀有金属电极，形成垂直互通电极(13)，所述垂直互通电极(13)用以实现与所述弹簧质量结构表面连通电极(4)的垂直电连接。5.根据权利要求1所述的一种灵敏度及量程可调的法珀加速度敏感芯片，其特征在于，所述弹簧支撑梁(1)采用双层全对称W型弹簧结构，所述双层全对称W型弹簧由八个W型的弹簧梁构成，且八个W型的弹簧梁以所述质量块(10)为中心对称分布。6.根据权利要求1所述的一种灵敏度及量程可调的法珀加速度敏感芯片，其特征在于，所述垂直互通电极(13)上连接有外部闭环控制系统，工作时，通过外部闭环控制系统对所述质量块(10)的位置进行闭环控制，使得所述法珀加速度敏感芯片工作在力平衡模式下。7.一种权利要求1
‑
6任一项所述的灵敏度及量程可调的法珀加速度敏感芯片的加工方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)准备SOI晶圆，并对SOI晶圆进行标准化清洗；(2)利用反应离子刻蚀技术刻蚀SOI晶圆的器件层制作腔体；(3)利用低气压化学沉积技术在SOI晶圆的器件层交替沉积二氧化硅/氮化硅/二氧化硅/氮化硅共四层膜，完成后...
【专利技术属性】
技术研发人员：韦学勇，赵明辉，李博，齐永宏，蒋庄德，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。