低热机械噪声MEMS加速度计设计

介绍了一种能够在大气条件下具备低噪声、高灵敏度特性的MEMS加速度计设计、制作与测试。器件采用梳齿电容检测方法,利用MEMS体硅加工工艺,实现了210对梳齿的加速度计制作。该加速度计不需要真空封装和阻尼孔就能实现低热机械噪声特性,其理论热机械噪声为0.018μg/槡Hz。加速度计芯片在大气封装和无阻尼孔情况下Q值高达455.06,与理论分析结果相符,具有较低的热机械噪声。

低热机械噪声的梳齿式加速度计

文中介绍了一种基于低噪声梳齿变面积型加速度计。采用体硅加工工艺,利用SOI材料30μm顶层硅制造垂直梳齿,梳齿数目达200对,提高了初始电容,能够充分利用尺寸空间,获得具有低噪特性的加速度计。该种形式的加速度计不需要真空封装,也不需要制作阻尼孔就能满足低噪声要求。器件采用三层材料,利用硅-玻璃键合和BCB键合实现,能够有效提高成品率,并给出了成功流片后得到的SEM照片。最后,对器件进行了频谱响应曲线的测试,测试得到器件在非真空封装及无阻尼孔情况下Q值高达156.95。测试结果表明该器件的设计简化了制造工艺,降低了成本,同时得到提高了Q值,能够降低热机械噪声。