具有自检功能的MEMS三轴加速度计及制备方法技术

本发明专利技术公开了一种具有自检功能的MEMS三轴加速度计，包括盖帽层、结构层和衬底层，结构层夹合封装在盖帽层和衬底层之间，结构层包括均具有自检功能的X轴加速度检测阵列、Z轴加速度检测阵列和Y轴加速度检测阵列，结构层中部开设有Z轴敏感结构释放槽，Z轴加速度检测阵列可沿Z轴敏感结构释放槽进行Z轴方向的位移，Z轴加速度检测阵列的一侧开设有X轴敏感结构释放槽，X轴加速度检测阵列可沿X轴敏感结构释放槽进行X轴方向的位移，Z轴加速度检测阵列的另一侧开设有Y轴敏感结构释放槽，Y轴加速度检测阵列可沿Y轴敏感结构释放槽进行Y轴方向的位移。本发明专利技术的加速度计具有自检功能，可以施加已知信号，用于检测传感器在不同工况下的响应。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及传感器，尤其涉及一种具有自检功能的mems三轴加速度计及制备方法。

技术介绍

1、mems（微机电系统）加速度计是一种集成了微机械结构与电子电路的惯性传感器，广泛应用于汽车电子、智能手机、工业监测、航空航天等领域。mems三轴加速度计能够同时检测x、y、z三个方向的加速度信息，是运动检测、姿态感知、振动监测等应用的核心器件。mems三轴加速度计主要基于电容式、压阻式或压电式检测原理。其中，电容式mems加速度计因其低功耗、高灵敏度、温度稳定性好等优点，在市场上占据主导地位。电容式加速度计结构又分为梳齿电容式和平板电容式，一般梳齿电容式多用于水平轴向加速度信号的测量，平板电容式多用于垂直轴向加速度信号的测量。利用质量块（敏感结构）在加速度作用下发生位移，导致与固定电极之间的极板间距发生变化，进而引起电容值的变化，通过检测电容变化量计算加速度值。mems加速度计可能由于结构尺寸、材料特性和空气阻尼效应的限制，可动质量块的位移较小，导致电容变化量有限，从而影响加速度计的灵敏度。此外，mems加速度计在长期使用或极端环境（如高温、高湿、强冲击）下，可本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种具有自检功能的MEMS三轴加速度计，其特征在于：包括盖帽层（1）、结构层（2）和衬底层（3），所述结构层（2）夹合封装在所述盖帽层（1）和所述衬底层（3）之间，所述结构层（2）包括均具有自检功能的X轴加速度检测阵列（4）、Z轴加速度检测阵列（5）和Y轴加速度检测阵列（6），所述结构层（2）中部开设有Z轴敏感结构释放槽，所述Z轴加速度检测阵列（5）可沿Z轴敏感结构释放槽进行Z轴方向的位移，所述Z轴加速度检测阵列（5）的一侧开设有X轴敏感结构释放槽，所述X轴加速度检测阵列（4）可沿X轴敏感结构释放槽进行X轴方向的位移，所述Z轴加速度检测阵列（5）的另一侧开设有Y轴敏感结构释放槽，所述...

【技术特征摘要】

1.一种具有自检功能的mems三轴加速度计，其特征在于：包括盖帽层（1）、结构层（2）和衬底层（3），所述结构层（2）夹合封装在所述盖帽层（1）和所述衬底层（3）之间，所述结构层（2）包括均具有自检功能的x轴加速度检测阵列（4）、z轴加速度检测阵列（5）和y轴加速度检测阵列（6），所述结构层（2）中部开设有z轴敏感结构释放槽，所述z轴加速度检测阵列（5）可沿z轴敏感结构释放槽进行z轴方向的位移，所述z轴加速度检测阵列（5）的一侧开设有x轴敏感结构释放槽，所述x轴加速度检测阵列（4）可沿x轴敏感结构释放槽进行x轴方向的位移，所述z轴加速度检测阵列（5）的另一侧开设有y轴敏感结构释放槽，所述y轴加速度检测阵列（6）可沿y轴敏感结构释放槽进行y轴方向的位移。

2.根据权利要求1所述的一种具有自检功能的mems三轴加速度计，其特征在于：所述x轴加速度检测阵列（4）包括有多组沿y轴方向平行排列的x轴敏感单元（7），所述x轴敏感单元（7）包括x轴敏感质量块（701）、两组x轴折叠梁结构（702）、x轴中心锚点（703），四组x轴固定电极一（705）和四组x轴固定电极二（706），所述x轴中心锚点（703）设在所述x轴敏感质量块（701）中部，所述x轴中心锚点（703）沿x轴方向的两端分别通过两组所述x轴折叠梁结构（702）与所述x轴敏感质量块（701）连接，两组所述x轴折叠梁结构（702）沿x轴中心锚点（703）的中心对称，所述x轴中心锚点（703）沿x轴方向的两侧均设置有两列x轴差分检测结构，所述x轴差分检测结构包括相互沿x轴平行的一组x轴固定电极一（705）和x轴固定电极二（706），所述x轴固定电极一（705）和所述x轴固定电极二（706）远离所述x轴中心锚点（703）的一侧等间距设有多组固定梳齿，所述x轴敏感质量块（701）对应固定梳齿位置处设有多组与所述固定梳齿等间隔设置的可动梳齿，所述x轴中心锚点（703）、x轴固定电极一（705）和x轴固定电极二（706）分别通过键合的方式与所述盖帽层（1）和所述衬底层（3）固定。

3.根据权利要求2所述的一种具有自检功能的mems三轴加速度计，其特征在于：远离所述x轴中心锚点（703）位置处的所述x轴差分检测结构安装有x轴自检结构，所述x轴自检结构包括相互沿x轴平行的一组x轴自检电极一（707）和一组x轴自检电极二（708），所述x轴自检电极一（707）和所述x轴自检电极二（708）分别设置在远离所述x轴中心锚点（703）位置处的所述x轴差分检测结构的两侧，所述x轴自检电极一（707）和所述x轴自检电极二（708）远离所述x轴中心锚点（703）的一侧等间距设有多组固定梳齿，所述x轴敏感质量块（701）对应固定梳齿位置处设有多组与所述固定梳齿...

【专利技术属性】
技术研发人员：许高斌，关存贺，李文婷，马渊明，陈兴，陈士荣，孙百川，任政，
申请(专利权)人：合肥工业大学，
类型：发明
国别省市：