微加速度传感器
微加速度计的技术现状和发展趋势
微加速度计的技术现状和发展趋势微加速度计是一种用于测量微小加速度的仪器。
它通常由一个微加速度传感器和一个信号处理单元组成。
微加速度计可以广泛应用于工业、航天、医疗等领域，在这些领域中具有重要的应用价值。
下面将重点介绍微加速度计的技术现状和发展趋势。
技术现状：1.传感器技术：传感器是微加速度计的核心部件，直接影响着仪器的性能。
目前，常用的微加速度传感器技术有压电、电容、激光干涉等。
其中，压电传感器具有体积小、灵敏度高、稳定性好等优点，广泛应用于微加速度计中。
2.信号处理技术：微加速度计产生的信号较小，需要经过放大、滤波等处理才能得到可靠的结果。
目前，常用的信号处理技术包括模拟信号处理和数字信号处理。
模拟信号处理一般采用放大器、滤波器等电路来处理信号，而数字信号处理则通过模数转换、滤波、数字滤波器等算法来实现。
3.精度和灵敏度：微加速度计要求具有高精度和高灵敏度的特点。
目前，微加速度计的精度一般能达到0.001g，灵敏度可达到0.0001g。
但是，随着科技的不断发展，人们对微加速度计的精度和灵敏度的要求也越来越高。
4.非线性和温度稳定性：微加速度计的非线性和温度稳定性也是技术现状中需要解决的问题。
非线性误差一般用百分比来表示，目前常用的微加速度计的非线性误差在1%以内。
而温度稳定性是指在不同温度下测量精度是否得到保证，目前主要解决方案是采用温度补偿技术，使得微加速度计在不同温度下仍能保持较好的性能。
发展趋势：1.小型化：随着科技的不断发展，人们对微加速度计的需求越来越高。
在航天、医疗等领域，对微加速度计的要求是体积小、重量轻。
因此，微加速度计的小型化将是未来的发展趋势。
2.高精度：微加速度计的精度一直是人们关注的焦点。
未来的发展方向是通过改进传感器的设计、提高信号处理的技术水平，使得微加速度计的精度进一步提高。
3.多功能化：随着应用领域的不断扩大，微加速度计的需求也在不断增加。
未来的发展方向是通过增加传感器的功能，实现多种物理量的测量。
微机械加速度传感器及应用
微机械加速度传感器及应用微机械加速度传感器是一种基于微机械制造工艺的传感器，用于测量物体在三个坐标轴（x、y、z轴）上的加速度。
它的主要组成部分包括微机械结构、电极、感应电路和信号处理电路等。
微机械加速度传感器的原理是基于贝尔效应和压电效应。
当物体受到外力作用时，微机械结构上的振动会引起电容或电阻值的变化。
通过测量这些变化，可以得到物体在不同轴向上的加速度信息。
微机械加速度传感器具有体积小、重量轻、功耗低、精度高等优点，广泛应用于许多领域。
下面将详细介绍一些常见的应用。
1. 移动设备和智能穿戴：微机械加速度传感器可以用于智能手机、平板电脑和智能手表等移动设备中，用于屏幕自动旋转、运动检测、步数计数等功能。
2. 汽车安全系统：微机械加速度传感器可以用于汽车安全气囊系统中，通过检测车辆碰撞时的加速度变化，触发气囊的展开，保护驾驶员和乘客。
3. 运动控制：微机械加速度传感器可以用于运动控制系统中，例如游戏手柄、航模遥控器等。
通过检测手柄或遥控器的倾斜、晃动等动作，实现游戏角色或飞机的移动控制。
4. 工业制造：微机械加速度传感器可以用于工业制造过程中，例如机床的振动监测和控制、生产线的故障检测等。
及时检测和修复设备的振动问题，有助于提高生产效率和产品质量。
5. 制导导航：微机械加速度传感器可以用于制导导航系统中，例如无人机、导弹等。
通过测量加速度变化，可以准确获取飞行器的姿态、速度和位置信息，实现自主飞行和导航。
6. 医疗设备：微机械加速度传感器可以用于医疗设备中，例如心电图仪、运动监测器等。
通过测量人体的加速度变化，可以监测心率、步数、睡眠质量等生理指标，对健康管理起到一定的辅助作用。
7. 建筑结构监测：微机械加速度传感器可以用于建筑结构的振动监测和抗震安全评估。
通过实时监测建筑物的加速度变化，可以预测地震对建筑物的影响，提前采取相应的保护措施。
总之，微机械加速度传感器是一种重要的传感器技术，广泛应用于各个领域，为我们的生活和工作带来了很多便利和安全保障。
mems传感器原理
mems传感器原理MEMS传感器原理一、引言MEMS（Micro Electro-Mechanical Systems）传感器是一种微型传感器技术，通过将微机电系统与传感器技术相结合，实现了在微尺度上感知和测量各种物理量的能力。
本文将介绍MEMS传感器的原理和工作方式。
二、MEMS传感器的构成MEMS传感器通常由微机电系统（MEMS）和传感器元件两部分组成。
MEMS部分由微小的机械结构组成，通过微加工工艺制造而成，包括微加速度计、微陀螺仪、微压力传感器等；传感器元件则是通过MEMS部分感知和转换物理量，如加速度、角速度、温度、压力等。
三、MEMS传感器的工作原理1. 加速度传感器原理加速度传感器是MEMS传感器中最常见的一种类型。
它利用微机电系统中的微小质量块和微弹簧构造，通过测量微小弹簧的位移来感知加速度。
当受到外力作用时，微小质量块将发生位移，通过测量位移的变化来计算加速度的大小。
2. 陀螺仪原理陀螺仪是一种用于测量角速度的MEMS传感器。
它利用了旋转物体的角动量守恒原理。
陀螺仪中的微机电系统结构包括一个微小的旋转质量块和微弹簧。
当陀螺仪受到角速度作用时，旋转质量块会产生角动量，通过测量角动量的变化来计算角速度的大小。
3. 压力传感器原理压力传感器利用微机电系统中的微小薄膜结构来感知压力变化。
微小薄膜受到外部压力作用后，会发生微小位移，通过测量位移的变化来计算压力的大小。
薄膜的材料和结构设计对传感器的灵敏度和精度有重要影响。
4. 温度传感器原理温度传感器是一种基于热敏效应的MEMS传感器。
它利用了温度变化对材料电阻或电容的影响。
传感器中的热敏元件受到温度变化的影响，导致电阻或电容发生变化。
通过测量电阻或电容的变化来计算温度的大小。
四、MEMS传感器的应用MEMS传感器在各个领域有广泛的应用。
在汽车行业中，MEMS传感器被用于车辆稳定性控制、空气袋系统和安全气囊等。
在智能手机和可穿戴设备中，MEMS传感器被用于加速度计、陀螺仪和磁力计等。
MEMS加速度传感器
MEMS加速度传感器一．有关MEMS与MEMS传感器MEMS是微机电系统的缩写。
MEMS主要包括微型机构、微型传感器、微型执行器和相应的处理电路等几部分，它是在融合多种微细加工技术，并应用现代信息技术的最新成果的基础上发展起来的高科技前沿学科。
MEMS技术的发展开辟了一个全新的技术领域和产业，采用MEMS技术制作的微传感器、微执行器、微型构件、微机械光学器件、真空微电子器件、电力电子器件等在航空、航天、汽车、生物医学、环境监控、军事以及几乎人们所接触到的所有领域中都有着十分广阔的应用前景。
目前，全世界有大约600余家单位从事MEMS的研制和生产工作，已研制出包括微型压力传感器、加速度传感器、微喷墨打印头、数字微镜显示器在内的几百种产品，其中微传感器占相当大的比例。
微传感器是采用微电子和微机械加工技术制造出来的新型传感器。
与传统的传感器相比，它具有体积小、重量轻、成本低、功耗低、可靠性高、适于批量化生产、易于集成和实现智能化的特点。
同时，在微米量级的特征尺寸使得它可以完成某些传统机械传感器所不能实现的功能。
本文概述MEMS为加速度传感器的类型、工作原理、性能、应用和发展方向。
重点介绍一下电容式MEMS加速度传感器和MEMS传感器的应用二．MEMS微加速度传感器的原理MEMS技术所制造的加速度传感器根据原理分类有压阻式加速度传感器、压电式加速度传感器、电容式加速度传感器、热电偶式加速度传感器、谐振式加速度传感器、光波导加速度传感器，其中应用最广泛、受关注程度最高的是电容式加速度传感器。
传统加速度传感器就是利用了其内部的由于加速度造成的晶体变形这个特性。
由于这个变形会产生电压，只要计算出产生电压和所施加的加速度之间的关系，就可以将加速度转化成电压输出。
2.1压阻式加速度传感器压阻式加速度传感器是最早开发的一种。
其原理为外力作用下，单晶硅材料发生微小形变，原子内部电子能级发生变化，从而产生剧烈电阻率的变化，从而改变输出电信号，也就是压阻效应。
加速度传感器芯片
加速度传感器芯片加速度传感器芯片是一种用于测量物体在空间中的加速度的微型传感器。
它通常由微电子器件组成，可以在各种应用领域中使用。
加速度传感器的基本原理是根据牛顿第二定律，即力等于质量乘以加速度，通过测量施加在微小弹簧或质量上的力来测量加速度。
当物体受到外力作用时，会产生位移，进而导致弹簧发生拉伸或压缩，通过测量弹簧的位移可以获得加速度的值。
传统的加速度传感器利用压电材料或电容变化来测量加速度。
而现代加速度传感器则大多采用微机电系统（MEMS）技术，可以将传感器集成到微型芯片中。
MEMS加速度传感器利用微小弹簧和质量组件的微缩结构以及表面微加工技术，具有尺寸小、重量轻、功耗低和成本低等优势。
MEMS加速度传感器芯片通常由三个微小弹簧和质量组件组成，分别沿X、Y和Z轴方向。
当物体在某个轴上加速度发生变化时，对应轴上的弹簧和质量组件会受到力的作用而产生位移。
通过测量弹簧和质量组件的位移，可以获得物体在该轴上的加速度值。
加速度传感器芯片的输出一般为电压或数字信号。
电压输出的传感器芯片通常采用综合放大器电路，将弹簧和质量组件的位移转换为电压值。
数字输出的传感器芯片则采用模数转换器（ADC）将位移值转换为数字信号，并通过串行接口输出。
加速度传感器芯片在许多应用中起着关键作用。
在移动设备中，加速度传感器芯片常用于屏幕自动旋转、姿势检测和移动手势控制等功能。
在汽车领域，加速度传感器芯片可以用于车辆稳定性控制系统和碰撞检测系统等。
此外，加速度传感器芯片还广泛应用于工业自动化、运动追踪、医疗设备和航天等领域。
尽管加速度传感器芯片有许多优势，如小型化、低功耗和成本低等，但也存在一些局限性。
例如，MEMS加速度传感器芯片对温度和噪声敏感，测量结果可能会受到外界环境的影响。
此外，传感器的精度和灵敏度也会影响测量结果的准确性。
总的来说，加速度传感器芯片是一种重要的微型传感器，可以用于测量物体在空间中的加速度。
它的应用领域非常广泛，包括移动设备、汽车、工业自动化和医疗设备等。
加速度传感器测试原理
加速度传感器测试原理
加速度传感器是一种用于测量物体加速度的装置。
它基于物体受到的力的变化来计算加速度。
加速度传感器的测试原理是利用传感器内部的微机电系统（MEMS）技术。
在加速度传感器中，一般会有一个微小的质量块，称为质量阻尼系统。
当传感器受到外力作用时，质量块会发生位移，导致电容或电感值发生变化。
这种变化可以通过电路进行测量和分析。
具体地说，加速度传感器中通常使用微机电系统的结构，如微小的弹簧和质量块。
当物体在加速度作用下发生运动时，质量块会受到惯性力的作用产生位移，弹簧会对其进行相应的恢复力。
这样，质量块和弹簧之间的相互作用会导致一个共振频率的变化。
传感器会通过调整质量块和弹簧的特性，使其在特定的频率范围内具有最佳的灵敏度和准确度。
一般来说，加速度传感器可以测量从几赫兹到几千赫兹的频率范围内的加速度信号。
测试加速度传感器时，可以通过提供已知的加速度值来验证传感器的准确性。
例如，可以将传感器固定在一个旋转的转盘上，转盘上的半径和角速度已知。
通过测量传感器输出的加速度信号，并结合已知的半径和角速度，可以计算出传感器的输出是否与实际加速度值一致。
此外，为了验证加速度传感器的灵敏度，还可以使用振动台等
设备来进行测试。
通过在不同频率和幅度下施加振动，并测量传感器的输出信号，可以评估传感器的灵敏度和响应特性。
总结起来，加速度传感器的测试原理是基于通过微机电系统的结构，测量由物体受到的加速度引起的质量块位移和弹簧恢复力变化。
通过与已知的加速度值进行比较或者通过施加振动进行测试，可以验证传感器的准确性和灵敏度。
手机中的微加速度计的原理和应用
手机中的微加速度计的原理和应用1. 引言手机中的微加速度计是一种重要的传感器，可以测量手机在空间中的加速度。
它常被应用于智能手机的倾斜感应、步数统计以及游戏控制等领域。
本文将介绍手机中微加速度计的原理和应用。
2. 微加速度计的原理手机中的微加速度计主要基于MEMS（Microelectromechanical systems）技术。
它采用微型力传感器，通过测量微小的质量加速度来确定手机在空间中的加速度。
微加速度计通常由微喷射器、微型质量块、压电传感器和信号处理电路等组成。
当手机发生加速度变化时，微喷射器会向质量块喷射精确的微量燃料，使质量块发生微小的位移。
压电传感器可以测量质量块的位移，并将其转化为电信号。
信号处理电路对电信号进行放大和滤波等处理，最终输出手机的加速度数据。
3. 微加速度计的应用3.1 倾斜感应手机中的微加速度计可以用于倾斜感应，通过测量手机的加速度变化来判断手机的倾斜角度。
例如，在游戏中，玩家可以通过倾斜手机来控制游戏角色的移动方向。
此外，倾斜感应还可以应用于手机的自动旋转屏幕功能，当手机被倾斜时，屏幕会自动旋转以适应用户的观看角度。
3.2 步数统计手机中的微加速度计可以用于步数统计。
利用手机的加速度变化，可以分析用户的步态并计算出用户的步数。
这对于健康监测和步行健身等应用非常重要。
手机中的微加速度计通常与其他传感器（如陀螺仪）协同工作，提高步数统计的准确性。
3.3 游戏控制手机中的微加速度计在游戏控制中有广泛的应用。
通过感知手机的加速度变化，玩家可以通过倾斜手机或摇晃手机的方式来控制游戏角色的行动。
这种交互方式使得游戏更加具有沉浸感，并且对于某些类型的游戏（如赛车游戏）来说尤为适用。
3.4 动作识别手机中的微加速度计可以用于动作识别。
通过分析手机的加速度变化，可以判断用户当前所处的动作状态。
这对于一些健身应用或虚拟现实应用具有重要意义。
例如，在健身应用中，可以通过手机的加速度变化来记录用户的运动情况，从而帮助用户更好地掌握运动状态。
mems加速度传感器原理
mems加速度传感器原理加速度传感器是一种常见的MEMS（微机电系统）传感器，用于测量物体在三个轴向上的加速度。
它是由微小的机械结构和敏感器件组成，通过测量物体对这些结构的力的变化来确定加速度大小。
本文将介绍mems加速度传感器的工作原理及其应用。
一、mems加速度传感器的工作原理mems加速度传感器通常由质量块、弹簧和电容等组件构成。
当物体受到加速度作用时，质量块会受到力的作用而发生位移，而弹簧会受到拉伸或压缩。
这些位移和变形将导致电容的改变，从而通过电容变化来测量加速度。
具体来说，mems加速度传感器利用了电容的变化来测量加速度。
传感器中的质量块被固定在一个支撑结构上，并与支撑结构之间通过弹簧连接。
当物体受到加速度作用时，质量块会发生位移，而弹簧则会产生相应的拉伸或压缩。
这种位移和变形将导致质量块与支撑结构之间的电容发生变化。
mems加速度传感器中的电容通常由两个金属板构成，它们分别与质量块和支撑结构相连。
当质量块发生位移时，金属板之间的距离会发生改变，进而改变了电容的值。
这种电容的变化可以通过电路进行测量和分析，从而得到加速度的值。
二、mems加速度传感器的应用mems加速度传感器具有体积小、功耗低、成本低等优点，因此在许多领域得到广泛应用。
1. 汽车安全系统：mems加速度传感器可用于汽车的安全气囊系统和车辆稳定性控制系统。
通过测量车辆的加速度，可以及时触发气囊的放出，以保护乘客的安全。
同时，加速度传感器还可以监测车辆的姿态和动态参数，为车辆稳定性控制提供依据。
2. 手机和智能设备：mems加速度传感器广泛应用于手机和智能设备中，用于实现自动旋转屏幕、晃动动作识别、步数计数等功能。
通过测量设备的加速度，可以实现多种智能交互方式，提升用户体验。
3. 工业监测和控制：mems加速度传感器可用于工业设备的监测和控制。
例如，可以用于测量机械设备的振动和冲击，从而判断设备的工作状态和健康状况，及时进行维护和修理。
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硅微电容式加速度传感器的工艺过程
差分电容式微加速度传感器工艺流程
1. 采用P型（100）晶向的双面抛光硅片，进行标准RCA清洗，用稀释HF 溶液点浸。 2. 在双面抛光硅片上热氧化生长氧化层。 3. 双面对准光刻形成台阶掩膜图形并划片标记。 4. 对硅片两面的台阶区域进行各向异性腐蚀，形成台阶。 5. 在形成台阶的硅片两面热氧化生长氧化层。 6. 对硅片进行双面对准光刻，形成质量块和梁区的掩膜图形。 7. 对形成掩膜后的硅片两面进行各向异性腐蚀。 8. 双面腐蚀除去梁上的氧化层掩膜。 9. 对硅片两面进行无掩膜的各向异性腐蚀，当梁和质量块周围的穿通区 完全腐蚀穿通时，表面上的梁同时被腐蚀下沉至质量块的中平面附近 而形成对称梁。
硅微压阻式加速度传感器的工艺过程
孔缝悬臂梁压阻式硅微加速度传感器的工艺过程
孔缝悬臂梁压阻式加速度传惑器为小量程传感 器，量程为O—5g，灵敏度设计为0.1mV／(m/s2)— 6mV／(m/s2)，因此采用悬臂梁结构较为合适。为了 获得高灵敏度，除了使梁的厚度尽可能小之外，还 采用了基于应力集中的悬臂梁设计方案。传感器采 用三明治结构，由上下盖板和中间芯片梁—质量块 结构三部分组成。
频率响应
频率响应范围窄是现有的硅微传感器中 存在的一个重要问题。在硅微压阻式加速度 传感器中要扩大传感器的频响范围，就必须 提高梁的刚度或减小惯性质量，这就会使传 感器的灵敏度下降，而在其它传感方式(如电 容式、力平衡式和热加速度传感器等)中，除 上述原因外，传感方式本身限制了传感器的 频响范围。因此，改善频率响应特性是硅微 加速度传感器中的一个重要课题。
横向灵敏度
由于大多数的硅微加速度传感器所采用 的结构的惯性质量块的中心不在支撑梁的中 心面上，所以硅微加速度传感器中普遍存在 横向灵敏度高的问题，这也是硅微加速度传 感器研究中的一个重要方向。
微加速度传感器的分类及特点
微加速度传感器可通过其加工技术、控 制系统类型、敏感机理来分类。 体加工 加工 技术 表面加工
差分电容式微加速度传感器工艺流程
10. 双面光刻去除硅片两面的掩膜。 11. 改用等离子体干法刻蚀同时减薄硅片的质量块及梁区。 12. 选用固态硼扩散源，对硅片两面进行硼扩散，作为动极板电极。 13. 将7740（Pyrex）玻璃作为微传感器的定极板，并在玻璃上做电容器 的电极。将玻璃做标准清洗后烘干一个小时后双面涂胶，并在玻璃 上与动极板电极对称的位置上光刻电极图形。 14. 采用磁控溅射工艺，先溅射20nm的钛，再溅射300nm的铝。 15. 考虑上下电极在大加速度作用下会接触的情况，用PECVD法在金属电 极上淀积Si3N4膜作为上下电极的绝缘层，再用丙酮去胶。 16. 采用静电键合法将上下玻璃电极和中间硅片键合，玻璃上溅射金属 面和硅片硼扩面键合，形成“玻璃—硅—玻璃”的三明治结构。 17. 最后进行V型槽腐蚀、金属化、划片等后续工艺处理。
微加速度传感器的概况 基于MEMS技术的微型传感器是微机电系统研 究中最具活力与现实意义的领域。微加速度传感器 作为微传感器的重要分支一直是热门的研究课题。 采用微机电技术制造的微加速度传感器在寿命、可 靠性、成本、体积和重量等方面都要大大优于常规 的加速度传感器，使得其无论在民用领域，还是在 军用领域都有着广泛的应用。在军用上可用于各种 飞行装置的加速度测量、振动测量、冲击测量，尤 其在武器系统的精确制导系统、弹药的安全系统、 弹药的点火控制系统有着极其广泛的应用前景。
孔缝悬臂梁压阻式硅微加速度传感器的工艺过程
关键工艺研究： 压阻的形成 KOH湿法腐蚀 ICP刻蚀 键合工艺
孔缝悬臂梁压阻式硅微加速度传感器的工艺过程
工艺流程设计： 上盖板：
1.备片 2.氧化 3.RIE刻蚀刻蚀腐蚀槽 4.KOH腐蚀槽深 5.氧化 6.RIE刻蚀过载保护 7.KOH二次槽深腐蚀
主要内容
1 2 3 4
微加速度传感器的简介 微加速度传感器的分类及特点 典型微加速度传感器的制造工艺
微加速度传感器的发展趋势
微加速度传感器的简介
微加速度传感器的概况 微加速度传感器的原理 微加速度传感器的关键技术
微加速度传感器的概况
微电子机械系统(MEMS)是在微电子技术 基础上发展起来的多学科交叉的新兴学科， 它以微电子及机械加工技术为依托，范围涉 及微电子学、机械学、力学、自动控制学、 材料科学等多种工程技术和学科，是一个新 兴的、多学科交叉、多技术融合的高科技领 域。
微加速度传感器的分类及特点
控制系统类型
开环式：结构上没 有反馈控制端，质 量块不会自动回到 平衡位置（除非外 加的加速度停止作 用）。
闭环式：结构上有 力反馈控制端，用 来把检测电路输出 的电学量转变成静 电引力，从而使质 量块重新回到平衡 位置。
微加速度传感器的分类及特点
根据敏感机理，可以分为：
孔缝悬臂梁压阻式硅微加速度传感器的工艺过程
LCC20型陶深腔瓷管壳单芯片封装的过程为： 管芯分选 管芯质量检验(压阻测试，方块电阻测试等) 用导电肢将管芯贴装至管壳中 固化2小时 压焊φ38μm的金线进行内引线键合 封装前质量检验 管壳封盖 封盖后质量检验 测试（线路导通测试）
硅四层键合的高对称电容式加速度传感器的工艺过程
微加速度传感器的原理
惯性式加速度传感器的力学模型如下图所示。
微加速度传感器的原理
微加速度传感器的原理
微加速度传感器的关键技术
微加速度传感器的关键技术
信号处理
频率响应
封装和阻尼
横向灵敏度
信号处理
由于硅微加速度传感器的加工采用了与 集成电路工艺兼容的制造工艺，将传感元件 和信号处理电路集成在同一器件上，制造出 “灵巧”传感器，使传感器的性能大大提高， 给传感器的使用带来了极大的方便。将来的 发展方向是除具有总合的上述功能外，还应 有信号开关、信号滤波、信号处理、数据转 换、存储和通讯等功能。
首先分别制作4层硅片。其中，对于质量块上层和质量块下层，先 分别用KOH腐蚀出2～3μm的电容间隙，然后从背面使用KOH腐蚀至 剩余40μm。对于上下极板，将其氧化2μm构成绝缘层，然后用 BOE在对应于电容间隙的位置腐蚀出防撞凸点，见下图(a)。 采用硅—硅直接键合的方法键合上、下质量块层，见下图(b)。 用DRIE释放下层梁，见下图(c)。 在下电极上制作0．1μm厚的硼硅玻璃层，然后将质量块层与下电 极进行玻璃软化键合，见下图(d)。 用DRIE释放上层梁，然后在真空条件下键合上电极，方法与下电 极相同，从而实现了圆片级真空封装，见下图(e)和(f)。 用KOH腐蚀穿上电极的引线窗，漂去表面的SiO2后对硅片的上、下 面蒸铝，获得引线电极，见下图(g)。
微型压阻式加速度传感器 微型电容式加速度传感器 微型热电耦式加速度传感器 微型谐振式加速度传感器 硅微光波导加速度传感器 隧道电流式微加速度传感器 微机械压电加速度传感器 真空微电子式加速度传感器 力平衡式微机械加速度传感器
典型微加速度传感器的制造工艺
硅微压阻式加速度传感器的工艺过程 孔缝悬臂梁压阻式硅微加速度传感器的工 艺过程 硅四层键合的高对称电容式加速度传感器 的工艺过程 硅微电容式加速度传感器的工艺过程 差分电容式微加速度传感器工艺流程
孔缝悬臂梁压阻式硅微加速度传感器的工艺过程
梁—质量块结构制作工艺：
1. 备片 3. RIE刻蚀 5. 二次氧化 7. 正面扩浓硼 9. RIE刻蚀 11. 四次氧化 13. RIE刻蚀 15. RIE刻蚀 17. 腐蚀金 19. ICP刻蚀 21. 硅—硅键合 2. 硅片氧化 4. 正面扩硼 6. RIE刻蚀 8. 三次氧化 10. ICP刻蚀 12. PEVCD正面淀积Si3N4 14. ICP刻蚀 16. 蒸金 18. RIE刻蚀 20. 硅—玻璃键合 22. 划片封装
下层SOI基底的制作方法：
a.离子注入：同样采取氧离子注入，获SiO2隔离层，同时 SiO2层的存在也可充当保护敏感元件工作的隔热层； b.外延单晶硅层：再用LPCVD技术在上层硅片上沉淀一定厚 度的单晶硅层作为加工层； c.光刻：在SOI基底上光刻凹槽图样； d.各向异性自停止刻蚀凹槽：将光刻后的硅片进行各向异性 腐蚀，进行到SiO2层上表面时，腐蚀自停止，得到需要的凹 槽； e.LPCVD法生长抗冲击限位块：最后在凹槽内沉淀一个抗冲 击限位块。
封装和阻尼
对微加速度传感器的封装的主要要求有:
要使敏感元件免受安装带来的应力影响; 当温度变化时，不会因封装材料与制造敏感元 件的材料热膨胀系数不同而产生应力; 应具有保护作用，防止敏感元件在受冲击时损 坏; 使敏感元件免受使用环境的污染和腐蚀; 提供可靠的引线方式; 通过一定的手段获得临界阻尼，以得到最好的 频响特性。
硅微压阻式加速度传感器的工艺过程
传感器芯片制作工艺过程：
a. c. e. g. i. k. 离子注入 硼离子注入 反刻压阻 溅射 键合引线 沉积 b. d. f. h. j. l. 外延单晶硅层 一次光刻 二次光刻 三次光刻 ICP二次刻蚀 抛光、划片
硅微压阻式加速度传感器的工艺过程
硅微压阻式加速度传感器的工艺过程
微加速度传感器的发展趋势
加强基础 理论研究
探索新工作机理 开发新器件结构
向微机械谐振式 传感器发展
多维化
实用化与 产业化
精品课件！
精品课件！
LOGO
硅四层键合的高对称电容式加速度传感器的工艺过程
硅微电容式加速度传感器的工艺过程
玻璃是传感器的一个电极，又是传感器的衬底。玻璃清洗烘干后光刻 图形，用BHF液腐蚀出凹槽，如图（a）所示。玻璃凹槽内的电极采用 磁控溅射的方法实现。 硅晶片制作传感器的硼硅膜，同时又制作质量块。先在硅片的两面氧 化出氧化层，利用Carsuss光刻机双面光刻相应的图形，该图形是为 了得到质量块而设计的削角补偿图，如图（b）俯视图所示。 把溅射好电极的玻璃和硼扩腐蚀过的硅片进行静电键合。键合后如图 （c）所示。 最后用自停止腐蚀法去掉轻掺杂层与单晶硅，得到重掺杂层的硼硅膜 及质量块，如图（d）所示。 硅膜片再次光刻出梁结构图形，用等离子刻蚀机进行刻蚀，刻蚀气体 为SF6，刻蚀后如图（e）所示。 引线和封装，引线后在一分钱硬币为背景时，整个器件如图（f）所 示。