一种mems悬臂梁式加速度计及其制造工艺的制作方法
【专利摘要】一种MEMS悬臂梁式加速度计，包括：测量体、与所述测量体相连接的上盖板以及下盖板；所述测量体包括框架、位于所述框架内的质量块，所述质量块与所述框架之间通过多根悬臂梁相连接；所述质量块与所述框架之间还设置有缓冲梁，所述缓冲梁的一端与所述质量块相连接，所述缓冲梁的另一端与所述框架相连接。缓冲梁可以有效地保护加速度计，防止其因外力过大而损坏。
【专利说明】—种MEMS悬臂梁式加速度计及其制造工艺
【技术领域】
[0001]本发明涉及传感器领域，尤其涉及一种加速度计及其制造工艺。
【背景技术】
[0002]现今，加速度计可适用于诸多应用，例如在测量地震的强度并收集数据、检测汽车碰撞时的撞击强度、以及在手机及游戏机中检测出倾斜的角度和方向。而在微电子机械系统(MEMS)技术不断进步的情况下，许多纳米级的小型加速度测量仪已经被商业化广泛采用。
[0003]传统的电容式加速度计例如专利号ZL03112312.0、公告日为2007年5月30日的中国专利，电容式加速度计包括了悬臂梁及质量块。当有加速度时，加速度计的质量块会向加速度方向运动，使得质量块与电极间的间隙距离发生变化并导致电容的变化。这种加速度计通过微加工工艺制成，具有体积小、造价低等特点。然而，由于只在质量块的两边设置了两根弹性梁，导致在检测过程中非敏感方向的加速度会对敏感方向产生串扰，降低了检测的精度。而且各个悬臂梁也不会产生相同的变形及位移。使得这种加速度计的摆动模态振型不太对称。此外，在外部冲击力较大的时候会出现悬臂梁断裂、质量块与框架发生碰撞等情况。不但大大降低了加速度计的检测可靠性，甚至使得加速度计无法工作。
【发明内容】
[0004]本发明所要解决的技术问题在于克服上述现有技术之不足，提供一种串扰较小地检测垂直方向上的加速度，并具有较高的稳定性和可靠性的MEMS悬臂梁式加速度计。
[0005]按照本发明提供的一种MEMS悬臂梁式加速度计，包括:测量体、与所述测量体相连接的上盖板以及下盖板；所述测量体包括框架、位于所述框架内的质量块，所述质量块与所述框架之间通过多根悬臂梁相连接；所述质量块与所述框架之间还设置有缓冲梁，所述缓冲梁的一端与所述质量块相连接，所述缓冲梁的另一端与所述框架相连接。
[0006]本发明中的MEMS悬臂梁式加速度计还包括如下附属特征:
[0007]所述缓冲梁设置在所述质量块的端角处。
[0008]所述悬臂梁为L型折叠梁，包括质量块连接臂及框架连接臂，所述质量块连接臂的中线与所述质量块的中线相对应。
[0009]所述质量块连接臂的宽度大于所述框架连接臂的宽度。
[0010]所述质量块、所述上盖板以及所述下盖板上设置有电极。
[0011]所述测量体采用包括有上硅层及下硅层的绝缘体上外延硅结构，每层硅层之间分别设置有氧化埋层。
[0012]所述测量体采用双面绝缘体上外延娃结构,包括上娃层、中间娃层及下娃层；每两层硅层之间分别设置有二氧化硅层。
[0013]所述上盖板及所述下盖板与所述质量块之间设置有过载保护装置，所述过载保护装置包括弹性部及凸点；所述凸点设置在所述弹性部上，所述弹性部设置在所述质量块或所述盖板上，所述凸点限制所述质量块的运动幅度。
[0014]所述弹性部设置在所述质量块上，所述凸点设置在所述盖板上与所述弹性部相对应的位置，所述凸点与所述弹性部相接触，并限制所述质量块的运动幅度；或所述弹性部设置在所述盖板上，所述凸点设置在所述质量块上与所述弹性部相对应的位置上，所述凸点与所述弹性部相接触，并限制所述质量块的运动幅度。
[0015]一种MEMS悬臂梁式加速度计的制造工艺，所述制造工艺包括以下步骤:
[0016]第一步，在所述绝缘体上外延硅硅片的正面及背面生长或淀积出二氧化硅层；
[0017]第二步，在所述绝缘体上外延硅硅片的正面及背面淀积一层氮化硅层；
[0018]第三步，通过光刻及刻蚀，将所述绝缘体上外延硅硅片背面的部分氮化硅层及二氧化硅层去除，并露出下硅层；
[0019]第四步，将下硅层暴露在外的部分刻蚀至氧化埋层；
[0020]第五步，将暴露在外的氧化埋层去除；
[0021]第六步，将绝缘体上外延硅硅片背面的氮化硅层及二氧化硅层去除；
[0022]第七步，将两块绝缘体上外延硅硅片进行背对背硅-硅键合；形成质量块和框架；
[0023]第八步，对键合后的硅片的正面及背面的进行光刻、刻蚀及深度刻蚀；在框架和质量块之间刻蚀出多个通孔，从而形成自由活动的悬臂梁；
[0024]第九步，将键合后的硅片的正面及背面的氮化硅层及二氧化硅层去除，形成完整的测量体；
[0025]第十步，将键和后的硅片与上盖板及下盖板进行键合，形成完整的MEMS悬臂梁式加速度计。
[0026]一种MEMS悬臂梁式加速度计的制造工艺，所述制造工艺包括以下步骤:
[0027]第一步，在双面绝缘体上外延硅硅片的上下硅层上分别通过光刻、深度刻蚀及刻蚀形成多个深至中间硅层的孔；
[0028]第二步，在所述孔内沉积多晶硅并填满所述孔；然后在所述双面绝缘体上外延硅硅片的上下硅层的表面生长出二氧化硅层；
[0029]第三步，在所述双面绝缘体上外延硅硅片的上下硅层上通过光刻、深度刻蚀及刻蚀形成悬臂梁和缓冲梁；并通过高温氧化在所述悬臂梁及所述缓冲梁的露置在外的表面上生长出二氧化硅，或者用化学淀积方法淀积一层二氧化硅；
[0030]第四步，通过光刻及刻蚀将露置在外的所述中间硅层上的二氧化硅去除，并深度刻蚀所述中间硅层至一定深度；
[0031]第五步，将框架与质量块之间的中间硅层腐蚀，从而形成自由运动的悬臂梁；
[0032]第六步，将露置在外的所述二氧化硅腐蚀；
[0033]第七步，将上盖板、处理后的所述双面绝缘体上外延硅硅片、以及下盖板进行一次性键合，形成完整的MEMS悬臂梁式加速度计。
[0034]对所述上盖板及下盖板的加工工艺还包括:
[0035]A、在所述上盖板或下盖板上通过光刻、深度刻蚀及刻蚀形成通孔；
[0036]B、在所述上盖板和所述下盖板的键合面上分别通过光刻、深度刻蚀及刻蚀各自形成一个凹陷区；
[0037]C、与所述测量体键合之前，对所述上盖板及所述下盖板进行清洗；
[0038]D、与所述测量体键合之后，在所述上盖板、所述下盖板的表面上淀积金属并引出电极，通过所述上盖板或下盖板上的所述通孔在所述测量体的表面上淀积金属，并通过所述通孔引出电极。
[0039]所述深度刻蚀及所述刻蚀的方法为以下方法中的一种或多种方法:干法刻蚀或湿法刻蚀，所述干法刻蚀包括:硅的深度反应离子刻蚀及反应离子刻蚀。
[0040]所述用于腐蚀硅层的腐蚀剂为以下腐蚀剂中的一种或多种的组合:氢氧化钾、四甲基氢氧化氨、乙二胺磷苯二酚或气态的二氟化氙。
[0041]所述用于腐蚀二氧化硅层的腐蚀剂为以下腐蚀剂中的一种或多种的组合:缓冲氢氟酸、49%氢氟酸或气态的氟化氢。
[0042]按照本发明所提供的一种MEMS悬臂梁式加速度计及其制造工艺具有如下优点:首先，本MEMS悬臂梁式加速度计通过将两块硅片键合，或者直接使用双面绝缘体外延硅硅片来制作，质量块的总体质量较大，具有较高的检测灵敏度。其次，本加速度计是通过检测质量块与上下盖板之间的平面电容变化来计算加速度。测量平板电容值的方法具有灵敏度，准确度高的优点。再次，本加速度计中的悬臂梁的宽度较大，限制质量块在水平方向上的位移，并且在水平和垂直方向上对称的设置了 4根悬臂梁，进一步减少了水平加速度对垂直加速度的串扰和影响。最终，本加速度计在水平方向和垂直方向上均设置有过载保护装置。防止了加速度计因外力过大而受损。也保证了加速度计的检测稳定性。
【专利附图】
【附图说明】
[0043]图1为本发明的结构示意图。
[0044]图2为本发明中的测量体的俯视图。
[0045]图3为本发明中的第一种制造方法的第一步、第二步示意图。
[0046]图4为本发明中的第一种制造方法的第三步、第四步示意图。
[0047]图5为本发明中的第一种制造方法的第五步、第六步示意图。
[0048]图6为本发明中的第一种制造方法的第七步、第八步示意图。
[0049]图7为本发明中的第一种制造方法的第九步、第十步示意图。
[0050]图8为本发明中的第一种制造方法的第十一步示意图。
[0051]图9为本发明的第二种实施例的示意图。
[0052]图10为本发明中第二种制造方法的第一步至第三步示意图。
[0053]图11为本发明中第二种制造方法的第四步至第六步示意图。
[0054]图12为本发明中第二种制造方法的第七步示意图。
【具体实施方式】
[0055]下面结合附图对本发明做进一步的详述:
[0056]参照图1，按照本发明提供的一种MEMS悬臂梁式加速度计，包括:测量体1、与所述测量体I相连接的上盖板2以及下盖板3 ;所述测量体I采用包括有上硅层4及下硅层5的绝缘体上外延硅结构，简称SOI结构。每层硅层之间分别设置有氧化埋层6。
[0057]参见图2，所述测量体I包括框架11、位于框架11内的质量块12 ;质量块12与框架11之间通过悬臂梁13相连接。质量块12与框架11之间的间隔空间内设置有多根悬臂梁13。优选地，质量块12为一方形体，悬臂梁以质量块12中线为轴对称设置在质量块12的两边。悬臂梁13为L弯折弹性梁，其中悬臂梁13包括与质量块12相连接的质量块连接臂以及与框架11相连接的框架连接臂。其中，质量块连接臂的中线与质量块12的中线相对应。从而在检测过程中质量块12的位移比较平稳。此外，优选地，质量块连接臂的宽度较大。这样限制了质量块12在水平方向上的位移，也减少了在非敏感方向上的扭动或振动对质量块12带来的影响。
[0058]参见图1及图2,当测量体I和上盖板2及下盖板3通电后,测量体I与上盖板2及下盖板3之间会形成一电容。在检测加速度的过程中，质量块12会受加速度影响，向加速度方向移动。根据公式C= ε A/d,即两片平行的导电片之间的电容量等于介电系数乘以正对面积除以垂直间距。当因加速度产生位移时，质量块12与上盖板2及下盖板3之间的垂直距离会产生变化。从而导致电容的变化。集成芯片可以通过电容的变化计算出检测到的加速度。优选地，集成电路中还包含一个反馈控制电路。在检测加速度的过程中，质量块12的位移相对中心位置偏移非常小，因此由位移产生的质量块12的倾斜几乎可以忽略不计从而加强了加速度计的检测精准度。
[0059]参见图1及图2，此外，本加速度计上还设置有过载保护装置。过载保护装置包括了在水平方向保护的缓冲梁14以及在垂直方向上保护的凸点15及弹性部16。其中，缓冲梁14为弹性梁。并以质量块12的中线为轴对称设置在质量块12的两个端角处。当外力过大时，质量块12会产生超出检测范围的位移。此时，质量块12运动方向上的缓冲梁14会被压缩，而在质量块12运动方向的相反方向上的缓冲梁14会被拉伸。缓冲梁14会吸收部分外力，并将质量块12限制在位移范围之内。从而保护质量块12和框架11。而在垂直方向上，凸点15和弹性部16可以呈一体设置在质量块12、上盖板2或下盖板3上，或者分别设置在质量块12、上盖板2或下盖板3上彼此相对应的位置上。当垂直方向上的外力过大时，凸点15会先接触弹性部16，并迫使弹性部16产生一定的形变，从而减缓质量块12在运动方向上的进一步运动，减少外部冲击力对质量块12的冲击和影响。本加速度计中的过载保护装置为可选方案。设计者可以根据加速度计的工作环境以及成本等多方面考虑后选择。此外，缓冲梁14的数量以及垂直方向上的过载保护装置的数量也不仅限于本实施例中给出的数量。
[0060]接着，根据图3至图8来详细说明用于制造本发明中的MEMS悬臂梁式加速度计的制造工艺，该制造工艺包括以下步骤:
[0061]第一步，对SOI硅片的正面及背面进行高温氧化处理，在其表面形成一层二氧化硅层7 ;或者利用化学气态淀积法(CVD)淀积一层二氧化硅层7。
[0062]第二步，利用化学气态淀积法(CVD)在SOI硅片的正面及背面淀积一层氮化硅8。
[0063]第三步，对所述SOI硅片的背面上涂覆光阻剂。之后按照特定图案对SOI硅片的背面进行曝光，并用显影液进行显影。这样被曝光的图案就会显现出来。再利用反应离子干法刻蚀或缓冲氢氟酸对二氧化硅层7及氮化硅层8上被曝光的部分进行刻蚀直至露出下娃层5。
[0064]第四步，利用氢氧化钾、或四甲基氢氧化氨、或乙二胺磷苯二酚将暴露在外的下硅层5刻蚀至氧化埋层6 ；
[0065]第五步，利用缓冲氢氟酸将SOI硅片暴露在外的氧化埋层6去除；
[0066]第六步，利用反应离子干法刻蚀或缓冲氢氟酸将SOI硅片背面的二氧化硅层7和氮化硅层8去除；
[0067]第七步，将两块SOI硅片进行背对背硅-硅键合；形成质量块12和框架11 ；
[0068]第八步，对键合后的硅片的正面及背面上涂覆光阻剂。之后按照特定图案对键和后的硅片的正面及背面进行曝光，并用显影液进行显影。这样被曝光的图案就会显现出来。再利用反应离子干法刻蚀或缓冲氢氟酸在键合后硅片的正面及背面的二氧化硅层7及氮化硅层8上被曝光的部分进行刻蚀，刻蚀出多个深至露出上硅层4的孔。
[0069]第九步，利用深度刻蚀将暴露在外的上硅层4刻穿，从而形成自由活动的悬臂梁13和缓冲梁14。
[0070]第十步，利用反应离子干法刻蚀或缓冲氢氟酸将键和后的硅片表面的氮化硅层8及二氧化硅层7去除，形成完整的测量体I。
[0071]第H^一步，将键和后的硅片与上盖板2及下盖板3进行键合，形成完整的MEMS悬臂梁式加速度计。
[0072]参照图9，本发明中的MEMS悬臂梁式加速度计中的测量体I还可以采用双面SOI娃片制成，双面SOI娃片包括上娃层4、中间娃层9以及下娃层5 ;每两层娃层之间，即上娃层4和中间硅层9之间以及中间硅层9和下硅层5之间分别设置有氧化埋层6。
[0073]接着，参照图10至13详细说明用于制造本发明中的MEMS悬臂梁式加速度计的制造工艺，该制造工艺包括以下步骤:
[0074]第一步，在双面SOI硅片的上硅层4和下硅层5上分别涂覆光阻剂。之后按照特定图案对上硅层4和下硅层5进行曝光，并用显影液进行显影。这样被曝光的图案就会显现出来。再用硅的深度反应离子刻蚀将上硅层4和下硅层5被曝光的部分深度刻蚀至氧化埋层6。然后反应离子干法刻蚀或缓冲氢氟酸对被露置在外的氧化埋层6进行蚀刻。从而形成多个深至中间硅层9的孔。之后将光阻剂层去除。
[0075]第二步，在所述孔内沉积多晶硅至中间硅层9并填满所述孔，从而形成电通路；然后在所述双面SOI硅片的上硅层4和下硅层5的表面生长出二氧化硅层7。并通过化学和机械抛光法将上硅层4和下硅层5的表面进行打磨，达到表面的平滑标准。
[0076]第三步，在所述双面SOI硅片的上硅层4和下硅层5上分别涂覆光阻剂。之后按照特定图案对上硅层4和下硅层5进行曝光，并用显影液进行显影。这样被曝光的图案就会显现出来。先利用反应离子干法刻蚀或缓冲氢氟酸对生长出的二氧化硅层上被曝光的部分进行刻蚀。再利用硅的深度反应离子刻蚀将上硅层4和下硅层5深度刻蚀至氧化埋层6。最后用反应离子干法刻蚀或缓冲氢氟酸对被露置在外的氧化埋层6进行蚀刻。从而形成多个悬臂梁13和缓冲梁14。并在将光阻剂去除后，利用高温在所述悬臂梁13和缓冲梁14的表面生长出一层二氧化硅层7，或者用化学淀积(CVD)方法在所述悬臂梁13的表面淀积一层二氧化硅层7。
[0077]第四步，用干法刻蚀去除二氧化硅层7中露置在外的二氧化硅。并再次用硅的深度反应离子刻蚀或气态的二氟化氙将中间硅层6深度刻蚀至一定深度。
[0078]第五步，使用氢氧化钾、或四甲基氢氧化氨、或乙二胺磷苯二酚、或气态的二氟化氙对被刻蚀至一定深度的中间硅层9进行水平及纵向腐蚀。并根据中间硅层9中需要被腐蚀的区域的大小来控制腐蚀时间。中间硅层9被腐蚀后，形成了上下两层自由运动的多个悬臂梁13和缓冲梁14。
[0079]第六步，将露置在SOI硅片表面的所述二氧化硅7用缓冲氢氟酸、或49%氢氟酸、或气态的氟化氢腐蚀掉。
[0080]第七步，将上盖板、处理后的所述双面SOI硅片、以及下盖板进行一次性键合，形成完整的加速度计。
[0081 ] 对所述上盖板2及下盖板3的加工工艺还包括:
[0082]A、在与所述测量体I键合之前，在所述上盖板2或下盖板3表面上涂覆光阻剂。之后按照特定图案对其进行曝光，并用显影液进行显影。这样被曝光的图案就会显现出来。再利用深度反应离子刻蚀、或氢氧化钾、或四甲基氢氧化氨、或乙二胺磷苯二酚将上盖板2或下盖板3被曝光的部分深度刻蚀形成多个通孔。并将光阻剂去除。
[0083]B、在上盖板2和下盖板3的键合面上涂覆光阻剂，之后按照特定图案对其进行曝光，并用显影液进行显影。这样被曝光的图案就会显现出来。再利用深度反应离子刻蚀、或氢氧化钾、或四甲基氢氧化氨、或乙二胺磷苯二酚，分别将上盖板2和下盖板3被曝光的部分深度刻蚀至一定位置。从而在上盖板2和下盖板3的键合面上各自形成一个凹陷区，并将光阻剂去除。
[0084]C、在与所述测量体I键合之前，对上盖板2及下盖板3对进行清洗；
[0085]D、与所述测量体I键合之后，在所述上盖板2、所述下盖板3的表面上淀积金属并引出电极，通过所述上盖板2或下盖板3上的所述通孔在所述测量体I的表面上淀积金属，并通过所述通孔引出电极。
[0086]其中，本发明中的上述加工工艺中的氮化硅层8和二氧化硅层7起到保护其所覆盖的硅层，使其不被刻蚀或腐蚀。
[0087]本发明中所述的深度刻蚀及所述刻蚀的方法为以下方法中的一种或多种方法:干法刻蚀或湿法刻蚀，所述干法刻蚀包括:硅的深度反应离子刻蚀及反应离子刻蚀。
[0088]由于本加速度计是通过检测质量块12与上下盖板2，3之间的平面电容变化来计算垂直加速度，这种检测方式具有较高的检测灵敏度和准确度。而且本加速度计中的质量块12较大，进一步增加了检测的灵敏度。此外，由于悬臂梁13较宽，限制了质量块12在水平方向上的位移，同时本结构中对称设置有四根悬臂梁减少了水平方向对垂直方向上加速度之间的串扰和影响。而在质量块12和框架11之间加设缓冲梁14可以有效的保护加速度计，防止其因外力过大而受损。
【权利要求】
1.一种MEMS悬臂梁式加速度计，包括:测量体、与所述测量体相连接的上盖板以及下盖板；所述测量体包括框架、位于所述框架内的质量块，所述质量块与所述框架之间通过多根悬臂梁相连接；其特征在于，所述质量块与所述框架之间还设置有缓冲梁，所述缓冲梁的一端与所述质量块相连接，所述缓冲梁的另一端与所述框架相连接。
2.如权利要求1所述的MEMS悬臂梁式加速度计，其特征在于，所述缓冲梁设置在所述质量块的端角处，并沿所述质量块的中线对称设置。
3.如权利要求1所述的MEMS悬臂梁式加速度计，其特征在于，所述悬臂梁为L型折叠梁，包括质量块连接臂及框架连接臂，所述质量块连接臂的中线与所述质量块的中线相对应。
4.如权利要求3所述的MEMS悬臂梁式加速度计，其特征在于，所述质量块连接臂的宽度大于所述框架连接臂的宽度。
5.如权利要求1所述的MEMS悬臂梁式加速度计，其特征在于，所述质量块、所述上盖板以及所述下盖板上设置有电极。
6.如权利要求1所述的MEMS悬臂梁式加速度计，其特征在于，所述测量体采用包括有上硅层及下硅层的绝缘体上外延硅结构，每层硅层之间分别设置有氧化埋层。
7.如权利要求6所述的MEMS悬臂梁式加速度计，其特征在于，所述测量体采用双面绝缘体上外延硅结构，包括上硅层、中间硅层及下硅层；每两层硅层之间分别设置有二氧化硅层。
8.如权利要求1所述的MEMS悬臂梁式加速度计，其特征在于，所述上盖板及所述下盖板与所述质量块之间设置有过载保护装置，所述过载保护装置包括弹性部及凸点；所述凸点设置在所述弹性部上，所述弹性部设置在所述质量块或所述盖板上，所述凸点限制所述质量块的运动幅度。
9.如权利要求1所述的MEMS悬臂梁式加速度计，其特征在于，所述弹性部设置在所述质量块上，所述凸点设置在所述盖板上与所述弹性部相对应的位置，所述凸点与所述弹性部相接触，并限制所述质量块的运动幅度；或所述弹性部设置在所述盖板上，所述凸点设置在所述质量块上与所述弹性部相对应的位置上，所述凸点与所述弹性部相接触，并限制所述质量块的运动幅度。
10.一种MEMS悬臂梁式加速度计的制造工艺，其特征在于，所述制造工艺包括以下步骤: 第一步，在所述绝缘体上外延硅硅片的正面及背面生长或淀积出二氧化硅层； 第二步，在所述绝缘体上外延硅硅片的正面及背面淀积一层氮化硅层； 第三步，通过光刻及刻蚀，将所述绝缘体上外延硅硅片背面的部分氮化硅层及二氧化硅层去除，并露出下硅层； 第四步，将下硅层暴露在外的部分刻蚀至氧化埋层； 第五步，将暴露在外的氧化埋层去除； 第六步，将绝缘体上外延硅硅片背面的氮化硅层及二氧化硅层去除； 第七步，将两块绝缘体上外延硅硅片进行背对背硅-硅键合；形成质量块和框架； 第八步，对键合后的硅片的正面及背面的进行光刻、刻蚀及深度刻蚀；在框架和质量块之间刻蚀出多个通孔，从而形成自由活动的悬臂梁； 第九步，将键合后的硅片的正面及背面的氮化硅层及二氧化硅层去除，形成完整的测量体； 第十步，将键和后的硅片与上盖板及下盖板进行键合，形成完整的MEMS悬臂梁式加速度计。
11.一种MEMS悬臂梁式加速度计的制造工艺，其特征在于，所述制造工艺包括以下步骤: 第一步，在双面绝缘体上外延硅硅片的上下硅层上分别通过光刻、深度刻蚀及刻蚀形成多个深至中间硅层的孔； 第二步，在所述孔内沉积多晶硅并填满所述孔；然后在所述双面绝缘体上外延硅硅片的上下硅层的表面生长出二氧化硅层； 第三步，在所述双面绝缘体上外延硅硅片的上下硅层上通过光刻、深度刻蚀及刻蚀形成悬臂梁和缓冲梁；并通过高温氧化在所述悬臂梁及所述缓冲梁的露置在外的表面上生长出二氧化硅，或者用化学淀积方法淀积一层二氧化硅； 第四步，通过光刻及刻蚀将露置在外的所述中间硅层上的二氧化硅去除，并深度刻蚀所述中间硅层至一定深度； 第五步，将框架与质量块之间的中间硅层腐蚀，从而形成自由运动的悬臂梁； 第六步，将露置在外的所述二氧化硅腐蚀； 第七步，将上盖板、处理后的所述双面绝缘体上外延硅硅片、以及下盖板进行一次性键合，形成完整的MEMS悬臂梁式加速度计。
12.如权利要求10或11所述的MEMS悬臂梁式加速度计的制造工艺，其特征在于，对所述上盖板及下盖板的加工工艺还包括: A、在所述上盖板或下盖板上通过光刻、深度刻蚀及刻蚀形成通孔； B、在所述上盖板和所述下盖板的键合面上分别通过光刻、深度刻蚀及刻蚀各自形成一个凹陷区； C、与所述测量体键合之前，对所述上盖板及所述下盖板进行清洗； D、与所述测量体键合之后，在所述上盖板、所述下盖板的表面上淀积金属并引出电极，通过所述上盖板或下盖板上的所述通孔在所述测量体的表面上淀积金属，并通过所述通孔引出电极。
13.根据权利要求10至12任一所述的MEMS悬臂梁式加速度计的制造工艺，其特征在于，所述深度刻蚀及所述刻蚀的方法为以下方法中的一种或多种方法:干法刻蚀或湿法刻蚀，所述干法刻蚀包括:硅的深度反应离子刻蚀及反应离子刻蚀。
14.根据权利要求10至12任一所述的MEMS悬臂梁式加速度计的制造工艺，其特征在于，所述用于腐蚀硅层的腐蚀剂为以下腐蚀剂中的一种或多种的组合:氢氧化钾、四甲基氢氧化氨、乙二胺磷苯二酚或气态的二氟化氙。
15.根据权利要求10至12任一所述的MEMS悬臂梁式加速度计的制造工艺，其特征在于，所述用于腐蚀二氧化硅层的腐蚀剂为以下腐蚀剂中的一种或多种的组合:缓冲氢氟酸、49%氢氟酸或气态的氟化氢。
【文档编号】B81C1/00GK104297522SQ201310305611
【公开日】2015年1月21日 申请日期:2013年7月19日 优先权日:2013年7月19日
【发明者】于连忠, 孙晨 申请人:中国科学院地质与地球物理研究所