感知“利”器｜基于温度敏感电阻的热对流加速度传感器芯片
2017-05-31 20:39:25 来源：麦姆斯咨询 评论：0 点击：
热对流式加速度传感器，基于标准的CMOS制造工艺，使其圆片加工工序的成品率大大提高，全线成品率达到90％以上，使得产品的总体制造成本远远低于电容式加速度传感器，已经可以满足消费类电子产品低成本的要求。
工欲善其事，必先利其器。在全球化的今天，专利已不仅仅是创新的一种保护手段，它已成为商业战场中的利器。麦姆斯咨询倾情打造MEMS、传感器以及物联网领域的专利运营平台，整合全产业链知识产权资源，积极推动知识产权保护与有效利用。
基于硅微机械加工技术制作的加速度计具有体积小、重量轻、性能高和批量制作带来的成本低等优点，现在已经应用在很多测试场合，如汽车安全气囊、碰撞测试、消费类电子产品、地震波检测、军用惯性技术导航等。爆炸、冲击测试以及侵彻弹引信是其中一种非常特殊的应用，需要检测的加速度可以高达几万g甚至几十万g，要求加速度计不仅要具有高的灵敏度，还要具有高的谐振频率和较大的带宽，从而可以快速准确地响应被测冲击加速度。
热对流式加速度传感器示意图
硅微机械加速度计常用的有压阻式和电容式两种，压阻式加速度计一般由悬臂梁和质量块构成，将力敏电阻制作在悬臂梁上，有加速度时质量块运动，使得悬臂梁变形，从而引起电阻变化，来检测加速度。同样电容式加速度计也有质量块，在加速度作用时，引起质量块运动，与电容器的另外一个电极间距离发生变化，从而通过检测电容的变化来获得输入的加速度值。
二者都通过体微机械加工，为提高灵敏度，需具有较大的质量块。因此不易微型化，以及不能与IC工艺兼容。压阻式加速度计有温度漂移的缺点，而电容式加速度计极板间存在粘附等失效问题。
【推荐发明专利】
《基于温度敏感电阻的热对流加速度传感器芯片》
【技术背景】
热对流式加速度传感器，基于标准的CMOS制造工艺，使其圆片加工工序的成品率大大提高，全线成品率达到90％以上，使得产品的总体制造成本远远低于电容式加速度传感器，已经可以满足消费类电子产品低成本的要求。
热对流加速度传感器的质量块是气体，气态的质量块同传统的实体质量块相比具有很大的优势，如抵抗冲击的能力强，同时能抵抗50000g的冲击；采用表面微机械加工，易于与CMOS兼容，满足单片集成，可以实现微型化和低成本化等。
目前的热对流式加速度传感器结构设计，往往需要使气体热对流发生在内、外两个腔体之间；并且还需要在管壳外将各个温度传感器的管脚连接成比较复杂的检测电路。
因此，为了进一步提高这种热对流加速度计的检测精度、可靠性和稳定性，实有必要进一步优化这种热对流加速度计的芯片结构设计及其制造工艺。
【发明内容】
本发明基于温度敏感电阻的热对流加速度传感器芯片的制作方法，采用LPCVD淀积的低应力氮化硅薄膜作为热对流加速度传感器加热器电阻和温度敏感电阻的支撑层，并采用LPCVD淀积和掺杂工艺制作的多晶硅加热电阻和多晶硅温度敏感电阻，利用光刻引线孔、金属布线直接将多晶硅温度敏感电阻连接成惠斯登电桥。
这样制作的热对流加速度传感器芯片具有精度高，可靠性好，稳定性佳等优点，该芯片的整个制作流程易于控制，制作方法与IC工艺兼容，可以与信号调节电路，微处理器，以及其他测试功能集成在一起，有利于大批量生产，实现芯片微型化和低成本化，从而满足消费类电子产品的市场化需求。
【相关加速度传感器专利】
《噪声可识别的高量程加速度传感器共振频率的提取方法》
《单芯片硅集成三轴高频宽高冲击加速度计及其制作方法》
《高精度波长形加速度传感器及其制备方法》
《加速度计内嵌压力传感器的单硅片复合传感器结构及方法》
【相关研究报告】
《mCube晶圆级芯片封装（WLCSP）MEMS加速度计：MC3672》
专利购买或技术合作请联系：
麦姆斯咨询 殷飞
联系电话：18912617215
电子邮箱：yinfei@memsconsulting.com
若需要更多可交易专利，敬请访问：www.mems.me/mems/patent/
相关热词搜索：加速度传感器
上一篇：感知“利”器｜一种利用环状结构增加镜面旋转角度的扫描微镜
下一篇：感知“利”器｜TPMS适用的加速度和压力传感器单硅片集成芯片