專利名稱：壓阻式z軸加速度感測器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及動態(tài)感測裝置(motion sensors),且特別是涉及一種Z軸加速度感測器(Z-axis accelerometer)。
背景技術(shù)：
加速度感測器(accelerometer)已廣泛地應(yīng)用于如慣性導(dǎo)航系統(tǒng)、汽車安全與飛彈控制等相關(guān)應(yīng)用，而Z軸加速度感測器則可用于控制側(cè)向安全氣囊、運(yùn)載工具控制與多軸感測系統(tǒng)。通常，Z軸加速度感測器可采用塊狀微機(jī)械加工技術(shù)而制成。依據(jù)操作原理的不同，目前已發(fā)展出了如壓阻式(piezoresistive type)、壓電式(piezoelectric type)、電容式(capacitive type)、熱感應(yīng)式(thermal type)與穿隧電流式(tunneling current type)等多種不同類型的Z軸加速度感測器。
本發(fā)明的目的在于提供一種壓阻式Z軸加速度感測器，可提升其的可靠度。為達(dá)上述目的，依據(jù)一實(shí)施例，本發(fā)明提供了一種壓阻式Z軸加速度感測器，包

發(fā)明內(nèi)容
括一基板；多個支撐梁，設(shè)置于該基板上；多個懸臂梁，其中該些懸臂梁分別包括一壓電材；以及一質(zhì)量塊，其中，該些懸臂梁分別通過該些支撐梁將該質(zhì)量塊懸浮于該基板上，且該感測器利用該壓電材偵測該質(zhì)量塊的位移。為了讓本發(fā)明的上述和其他目的、特征、和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，下文特舉一較佳實(shí)施例，并配合所附圖示，作詳細(xì)說明如下


圖1為一示意圖，顯示了依據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例的一種壓阻式Z軸加速度感測器的上視情形；圖2圖3圖4的立體情形；圖5為一示意圖，顯示了依據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例的一種壓阻式Z軸加速度感測器的上視情形；圖6為一示意圖，顯示了沿圖5內(nèi)線段6-6的立體情形；圖7為一示意圖，顯示了圖6內(nèi)壓阻式Z軸加速度感測器于感受到外界加速度時的立體情形；圖8為一示 意圖，顯示了依據(jù)本發(fā)明的又一實(shí)施例的一種壓阻式Z軸加速度感測器的上視情形；
為一示意圖，顯示了沿圖1內(nèi)線段2-2的剖面情形；
為一示意圖，顯示了沿圖1內(nèi)線段3-3的立體情形；
為一示意圖，顯示了圖3內(nèi)壓阻式Z軸加速度感測器于感受到外界加速度時
圖9為一示意圖，顯示了沿圖8內(nèi)線段9-9的立體情形；圖10為一示意圖，顯示了圖9內(nèi)壓阻式Z軸加速度感測器于感受到外界加速度時 的立體情形；圖11為一示意圖，顯示了依據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例的一種壓阻式Z軸加速度感測 器的上視情形；圖12為一示意圖，顯示了沿圖11內(nèi)線段12-12的立體情形；圖13為一示意圖，顯示了依據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例的一種壓阻式Z軸加速度感測 器的上視情形；以及圖14為一示意圖，顯示了沿圖13內(nèi)線段14-14的立體情形。主要元件符號說明100 基板；102 支撐框；104 質(zhì)量塊；106、106a、106b、106c、106d 懸臂梁；108、108a、108b、108c、108d 支撐梁；110、110a、110b、110c、llOd 壓電材料層；112 空室；114 保護(hù)層；120 絕緣層；122 導(dǎo)電層；124 介電層。
具體實(shí)施例方式請參照圖1，其顯示了依據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的一種壓阻式Z軸加速度感測器的示 意上視情形。本實(shí)施例的壓阻式Z軸加速度感測器作為比較例之用，用于解說本案發(fā)明人 于其所知悉的一種壓阻式Z軸加速度感測器的操作過程中所觀察到的可靠度問題。如圖1所示，從平行于一半導(dǎo)體基板100的X-Y平面而上視觀之，本實(shí)施例的壓阻 式z軸加速度感測器包括了一基板100以及設(shè)置于基板100 —部上的一支撐框(support frame) 102，而支撐框102在基板100上則定義出了位于支撐框102內(nèi)部的一空室112?；?板100為包括如半導(dǎo)體與絕緣物等材料的基板。在本實(shí)施例中，基板100例如為一塊狀硅 基板，而支撐框102繪示為一長方形支撐框，但并非以上述長方形支撐框而加以限制，支撐 框102也可具有其他形態(tài)的多邊形輪廓。如圖1所示，另外于空室112中則設(shè)置了懸浮于基板100之上且為可動的質(zhì)量塊 (proof mass) 104,其中質(zhì)量塊104連結(jié)于一懸臂梁(cantilever beam) 106的一側(cè)且為之 支撐，而此懸臂梁106未連結(jié)有質(zhì)量塊104的另一側(cè)則埋設(shè)于支撐框102內(nèi)并位于支撐框 102內(nèi)的一支撐梁(anchor) 108之上。再者，本實(shí)施例的壓阻式Z軸加速度感測器包括了 一壓電材料層110 (在此繪示為 虛線)以做為壓電電阻之用，其埋設(shè)于懸臂梁106內(nèi)并延伸至支撐框102的一部內(nèi)。另外，經(jīng)過適當(dāng)?shù)脑O(shè)置，在基板100上的其他部(未顯示)上將另外設(shè)置有三個壓電電阻(未顯示)，此些壓電電阻電性連結(jié)于如圖1所示的壓阻式Z軸加速度感測器內(nèi)的壓電材料層110,進(jìn)而組成一惠斯登電橋(wheatstone bridge,未顯示)。請參照圖2，顯示了沿圖1內(nèi)線段2-2的剖面情形?；诤喕綀D的目的，在圖2中僅部分顯示了位于半導(dǎo)體基板100上的懸臂梁106、壓電材料層110與支撐框102等構(gòu)件。在一實(shí)施例中，支撐框102包括了依序堆疊于基板100 —部上的絕緣層120、數(shù)個導(dǎo)電層122、數(shù)個介電層124與位于最上方的保護(hù)層114，而此些導(dǎo)電層122與此些介電層124交錯地設(shè)置于絕緣層120與保護(hù)層114之間，其中導(dǎo)電層124可為包括如銅、鋁等金屬材質(zhì)的金屬層，而介電層122可為包括如二氧化娃、氮化娃等介電材質(zhì)的金屬層間介電層(intermetal dielectric layer, IMD)。在另一實(shí)施例中，懸臂梁106則包括了依序堆疊設(shè)置的數(shù)個介電層124以及埋設(shè)于懸臂梁106內(nèi)的一介電層124內(nèi)如多晶硅材質(zhì)的壓電材料層110，而位于懸臂梁106內(nèi)介電層124可與支撐框102內(nèi)的數(shù)個介電層124同時形成，但是位于懸臂梁106內(nèi)介電層124的數(shù)量則少于位于支撐框102內(nèi)的介電層124的數(shù)量。在又一實(shí)施例中，可于空室112下方的基板100內(nèi)選擇性地形成一凹口(未顯示)，且此凹口可部分延伸至支撐框102的下方內(nèi)，用于提升壓阻式Z軸加速度感測器的感測度。請參照圖3，顯示了沿圖1內(nèi)線段3-3的示意立體情形?；诤喕綀D的目的，在圖3中僅部分顯示了保護(hù)層114、懸臂梁106、支撐梁108、質(zhì)量塊104與半導(dǎo)體基板100等主要構(gòu)件，其中質(zhì)量塊104由一個或數(shù)個導(dǎo)電層122與介電層124相堆疊而組成，而保護(hù)層114所覆蓋的范圍大體為支撐框102的所在區(qū)域。在此，質(zhì)量塊104處于未感受到外界應(yīng)力的靜止?fàn)顟B(tài)，故其與懸臂梁106與位于懸臂梁106內(nèi)的壓電材料層110等構(gòu)件皆大體平行于半導(dǎo)體基板100的X-Y平面。質(zhì)量塊104內(nèi)導(dǎo)電層122介電層124的數(shù)量可依據(jù)實(shí)際制作工藝需求而進(jìn)行調(diào)整，而兩導(dǎo)電層122之間則為一介電層124所隔離。請參照圖4，顯示了圖3內(nèi)壓阻式Z軸加速度感測器于感受到外界加速度時的示意立體情形。在感受到外界加速度時，質(zhì)量塊104將于垂直于X-Y軸平面的Z軸方向上產(chǎn)生慣性位移，進(jìn)而帶動了懸臂梁106產(chǎn)生形變并從而使得懸臂梁106上的應(yīng)力分布產(chǎn)生改變，并使得埋設(shè)于懸臂梁106內(nèi)的壓電材料層110的電阻值產(chǎn)生變化，從而使得了電性連結(jié)于壓電材料層110的惠斯登電橋(未顯不)兩端的電壓產(chǎn)生變化，通過一儀表放大器(instrument amplifier,未顯示)分析來自上述惠斯登電橋所輸出的電壓信號的變化,貝U可得到沿Z軸方向上的加速度。然而，如圖1至圖4所示的壓阻式Z軸加速度感測器存在有以下缺點(diǎn)。首先，質(zhì)量塊104僅通過單一懸臂梁106連結(jié)支撐梁108或支撐框102，因此埋設(shè)于懸臂梁106內(nèi)的壓電材料層110的感測度可能過于靈敏，進(jìn)而影響了壓阻式Z軸加速度的可靠度。再者，也由于質(zhì)量塊104僅通過單一懸臂梁106連結(jié)支撐梁108或支撐框102，隨著壓阻式Z軸加速度感測器內(nèi)質(zhì)量塊104位移次數(shù)的增加，在懸臂梁106與支撐梁108/支撐框102的連結(jié)處恐產(chǎn)生如斷裂的機(jī)械性毀損情形，進(jìn)而影響了壓阻式Z軸加速度的可靠度。有鑒于此，本發(fā)明針對了如圖1至圖4所示的壓阻式Z軸加速度感測器的結(jié)構(gòu)進(jìn)行改良，以改善其內(nèi)壓電電阻(即壓電材料層110)的感測度以及其內(nèi)懸臂梁106與支撐梁108/支撐框102的連結(jié)情形，并用于提升壓阻式Z軸加速度感測器的可靠度。請參照圖5，顯示了依據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例的一種壓阻式Z軸加速度感測器的上視示意情形。如圖5所示，本實(shí)施例的壓阻式Z軸加速度感測器大體相似于如圖1所示的壓阻式Z軸加速度感測器，其間的差異處在于本實(shí)施例中位于壓阻式Z軸加速度感測器內(nèi)的質(zhì)量塊104的兩端分別連結(jié)于兩個不同的懸臂梁106a與106b的一側(cè)且為之支撐，而此些懸臂梁106a、106b未連結(jié)于質(zhì)量塊104的另一側(cè)則分別固定于支撐框102內(nèi)的兩個支撐梁108a與108b其中之一之上。再者，本實(shí)施例中的壓阻式Z軸加速度感測器包括了兩個壓電材料層IlOa與IlOb(繪示為虛線)以做為兩壓電電阻，其分別埋設(shè)于懸臂梁106a與106b其中之一內(nèi)。如圖5所示，壓阻式Z軸加速度感測器內(nèi)的壓電材料層IlOa與IlOb可經(jīng)過串連后而成一惠斯登電橋(wheatstone bridge,未顯示)的一感測電阻。于本實(shí)施例中，支撐梁108a與108b、懸臂梁106a與106b、壓電電阻IlOa與IlOb等構(gòu)件的組成情形大體相似于如圖1至圖4所示的支撐梁108、懸臂梁106與壓電材料層110的實(shí)施形態(tài)，故在此不再繪示其實(shí)施情形。請參照圖6，顯示了沿圖5內(nèi)線段6-6的立體示意情形?；诤喕綀D的目的，在圖6中僅部分顯示了保護(hù)層114、懸臂梁106a與106b、支撐梁108a與108b、質(zhì)量塊104與基板100等主要構(gòu)件，其中質(zhì)量塊104由一個或數(shù)個相堆疊的導(dǎo)電層122與介電層124所組成，而保護(hù)層114所覆蓋的范圍大體為支撐框102的所在區(qū)域。在此，質(zhì)量塊104處于未感受到外界應(yīng)力的靜止?fàn)顟B(tài)，故其與懸臂梁106a與106b以及壓電材料層IlOa與IlOb等構(gòu)件皆大體水平于半導(dǎo)體基板100的X-Y平面。請參照圖7，顯示了圖6內(nèi)壓阻式Z軸加速度感測器于感受到外界加速度時的示意立體情形。于感受到外界加速度時，質(zhì)量塊104將于垂直于基板100的X-Y平面的Z軸方向上產(chǎn)生慣性位移，進(jìn)而帶動了懸臂梁106a與106b產(chǎn)生形變并從而使得懸臂梁106a與106b上的應(yīng)力分布產(chǎn)生改變,并使得分別埋設(shè)于懸臂梁106a與106b內(nèi)的壓電材料層IlOa與IlOb的電阻值產(chǎn)生變化，從而使得了電性連結(jié)于壓電材料層IlOa與IlOb的惠斯登電橋(未顯示)兩端的電壓產(chǎn)生變化，通過一儀表放大器(instrument amplifier,未顯示)分析來自上述惠斯登電橋所輸出的電壓信號的變化，則可得到沿Z軸方向上的加速度。在此，相較于如圖1至圖4所示的壓阻式Z軸加速度感測器，如圖5至圖7所示的壓阻式Z軸加速度感測器具有下述優(yōu)點(diǎn)。首先，質(zhì)量塊104通過了兩個懸臂梁106a與106b連結(jié)于支撐框102內(nèi)的不同支撐梁108a與108b，因此埋設(shè)于懸臂梁106a內(nèi)的壓電電阻(即壓電材料層IlOa)以及埋設(shè)于懸臂梁106b內(nèi)的壓電電阻(即壓電材料層IlOb)的感測度可通過兩個懸臂梁106a與106b的控制而不至于反應(yīng)過于靈敏，從而改善了壓阻式Z軸加速度的可靠度。再者，也由于質(zhì)量塊104也通過兩個懸臂梁106a與106b而連結(jié)支撐框102內(nèi)的不同支撐梁108a與108b，故隨著壓阻式Z軸加速度感測器內(nèi)質(zhì)量塊104的位移次數(shù)的增加，于懸臂梁106a、106b與支撐梁108a與108b的多個連結(jié)處較不易產(chǎn)生如斷裂的機(jī)械性毀損情形，因而可提升壓阻式Z軸加速度感測器的可靠度。請參照圖8，顯示了依據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例的一種壓阻式Z軸加速度感測器的上視示意情形。如圖8所示，本實(shí)施例的壓阻式Z軸加速度感測器大體相似于如圖1所示的壓阻式Z軸加速度感測器，其間的差異處在于本實(shí)施例中位于壓阻式Z軸加速度感測器內(nèi)的質(zhì)量塊104的四側(cè)分別連結(jié)于四個不同的懸臂梁106a、106b、106c與106d的一側(cè)且為之支撐，而此些懸臂梁106a、106b、106c與106d未連結(jié)于質(zhì)量塊104的另一側(cè)則分別連結(jié)于支撐框102內(nèi)的四個支撐梁108a、108b、108c與108d其中之一之上。再者，本實(shí)施例中的壓阻式Z軸加速度感測器包括了四個壓電材料層110a、110b、110c與IlOd(繪示為虛線)以做為壓電電阻之用，其分別埋設(shè)于懸臂梁106a、106b、106c與106d其中之一內(nèi)且更延伸至支撐框102的一部內(nèi)。如圖8所示，壓阻式Z軸加速度感測器內(nèi)的壓電材料層110a、110b、IIOc與IlOd可經(jīng)過串連后而組一惠斯登電橋(wheatstone bridge未顯示)中的感測電阻。于本實(shí)施例中，支撐梁108a、108b、108c與108d、懸臂梁106a、106b、106c與106d、壓電材料層110a、110b、IlOc與IlOd等構(gòu)件的組成情形大體相似于如圖1至圖4所示的支撐梁108、懸臂梁106與壓電材料層110的實(shí)施形態(tài)，故在此不再繪示其實(shí)施情形。請參照圖9，顯示了沿圖8內(nèi)線段9-9的立體示意情形?；诤喕綀D的目的，于圖9僅部分顯示了保護(hù)層114、懸臂梁106a、106b與106c、支撐框102內(nèi)的支撐梁108a、108b與108c、質(zhì)量塊104與基板100等主要構(gòu)件，其中質(zhì)量塊104由一個或數(shù)個導(dǎo)電層與介電層124所組成，而保護(hù)層114所覆蓋的范圍大體為支撐框102的所在區(qū)域。在此，質(zhì)量塊104處于未感受到外界應(yīng)力的靜止?fàn)顟B(tài)，故其與懸臂梁106a、106b、106c與106d以及壓電材料層IlOaUlOb與IlOc等構(gòu)件皆大體平行于基板100的X-Y平面。請參照圖10，顯示了圖9內(nèi)壓阻式Z軸加速度感測器于感受到外界加速度時的示意立體情形。在感受到外界加速度時，質(zhì)量塊104將于垂直于X-Y軸平面的Z軸方向上產(chǎn)生慣性位移，進(jìn)而帶動了懸臂梁106a、106b與106c產(chǎn)生形變并從而使得懸臂梁106a、106b與106c上的應(yīng)力分布產(chǎn)生改變,并使得分別埋設(shè)于懸臂梁106a、106b與106c內(nèi)的壓電材料層IlOaUlOb與IlOc的電阻值產(chǎn)生變化，從而使得了電性連結(jié)于壓電材料層IlOaUlOb與IlOc的惠斯登電橋(未顯示)兩端的電壓產(chǎn)生變化，通過一儀表放大器(instrumentamplifier,未顯示)分析來自上述惠斯登電橋所輸出的電壓信號的變化，則可得到沿Z軸方向上的加速度。在此，相較于如圖1至圖4所示的壓阻式Z軸加速度感測器，如圖8至圖10所示的壓阻式Z軸加速度感測器具有下述優(yōu)點(diǎn)。首先，質(zhì)量塊104通過了四個懸臂梁106a、106b、106c與106d連結(jié)于支撐框102內(nèi)的不同支撐梁108a、108b、108c與108d之上，因此埋設(shè)于懸臂梁106a內(nèi)的壓電電阻(即壓電材料層IlOa)、埋設(shè)于懸臂梁106b內(nèi)的壓電電阻(即壓電材料層110b)、埋設(shè)于懸臂梁106c內(nèi)的壓電電阻(即壓電材料層IlOc)以及埋設(shè)于懸臂梁106d內(nèi)的壓電電阻(即壓電材料層IlOd)的感測度可通過四個懸臂梁106a、106b、106c與106d的控制而不至于反應(yīng)過于靈敏，從而改善了壓阻式Z軸加速度的可靠度。再者，也由于質(zhì)量塊104也通過四個懸臂梁106a、106b、106c與106d而連結(jié)支撐框102內(nèi)的不同支撐梁108a、108b、108c與108d，故隨著壓阻式Z軸加速度感測器內(nèi)質(zhì)量塊104的位移次數(shù)的增加，于懸臂梁106a、106b、106c與106d與支撐梁108a、108b、108c與108d的多個連結(jié)處較不易產(chǎn)生如斷裂的機(jī)械性毀損情形，因而可提升壓阻式Z軸加速度感測器的可靠度。在上述圖5-圖10內(nèi)所示的壓阻式Z軸加速度感測器的實(shí)施情形中，其內(nèi)包括一組或兩組對稱結(jié)構(gòu)的支撐梁106a、106b、106c與106d以及一組或兩組的對稱結(jié)構(gòu)的懸臂梁108a、108b、108c與108d的實(shí)施情形。然而，本發(fā)明非以上述對稱設(shè)置情形為限，本發(fā)明內(nèi)的壓阻式Z軸加速度感測器內(nèi)的支撐梁及懸臂梁的設(shè)置也可為非對稱設(shè)置情形。請參照圖11，顯示了依據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例的一種壓阻式Z軸加速度感測器的上視示意情形。如圖11所示，本實(shí)施例的壓阻式Z軸加速度感測器大體相似于如圖5所示的壓阻式Z軸加速度感測器，其間的差異處在于本實(shí)施例中位于壓阻式Z軸加速度感測器內(nèi)兩個不同的懸臂梁106a與106b的一端連結(jié)于質(zhì)量塊104的兩相鄰側(cè)以支撐之，而此些懸臂梁106a、106b未連結(jié)于質(zhì)量塊104的另一側(cè)則分別固定于支撐框102內(nèi)的兩個支撐梁108a與108b其中之一之上。再者，本實(shí)施例中的壓阻式Z軸加速度感測器包括了兩個壓電材料層IlOa與I IOb (繪示為虛線)以做為兩壓電電阻，其分別埋設(shè)于懸臂梁106a與106b其中之一內(nèi)。如圖11所示，壓阻式Z軸加速度感測器內(nèi)的壓電材料層IlOa與IlOb可經(jīng)過串連后而成一惠斯登電橋(wheatstone bridge,未顯示)的一感測電阻。于本實(shí)施例中，支撐梁108a與108b、懸臂梁106a與106b、壓電電阻IlOa與IlOb等構(gòu)件的組成情形大體相似于如圖1至圖4所示的支撐梁108、懸臂梁106與壓電材料層110的實(shí)施形態(tài)，故在此不再繪示其實(shí)施情形。請參照圖12，顯示了沿圖11內(nèi)線段12-12的立體示意情形?；诤喕綀D的目的，于圖12中僅部分顯示了保護(hù)層114、懸臂梁106a與106b、支撐梁108a與108b、質(zhì)量塊104與基板100等主要構(gòu)件，其中質(zhì)量塊104由一個或數(shù)個相堆疊的導(dǎo)電層122與介電層124所組成，而保護(hù)層114所覆蓋的范圍大體為支撐框102的所在區(qū)域。在此，質(zhì)量塊104處于未感受到外界應(yīng)力的靜止?fàn)顟B(tài)，故其與懸臂梁106a與106b以及壓電材料層IlOa與IlOb等構(gòu)件皆大體水平于半導(dǎo)體基板100的X-Y平面。而圖11-圖12內(nèi)壓阻式Z軸加速度感測器于感受到外界加速度時的示意立體情形及操作原理則大體相似于圖7內(nèi)所示情形，在此不在進(jìn)一步描述與繪示其實(shí)施情形。請參照圖13，顯示了依據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例的一種壓阻式Z軸加速度感測器的上視示意情形。如圖13所示，本實(shí)施例的壓阻式Z軸加速度感測器大體相似于如圖8所示的壓阻式Z軸加速度感測器，其間的差異處在于本實(shí)施例中位于壓阻式Z軸加速度感測器內(nèi)三個不同的懸臂梁106a、106b與106c的一端連結(jié)于質(zhì)量塊104的三相鄰側(cè)以支撐之，而此些懸臂梁106a、106b及106c未連結(jié)于質(zhì)量塊104的另一側(cè)則分別固定于支撐框102內(nèi)的三個支撐梁108a、108b及108c其中之一之上。再者，本實(shí)施例中的壓阻式Z軸加速度感測器包括了三個壓電材料層IlOaUlOb與IlOc (繪示為虛線)以做為壓電電阻之用，其分別埋設(shè)于懸臂梁106a、106b與106c其中之一內(nèi)且還延伸至支撐框102的一部內(nèi)。如圖13所示，壓阻式Z軸加速度感測器內(nèi)的壓電材料層110a、I IOb與I IOc可經(jīng)過串連后而組一惠斯登電橋(wheatstonebridge未顯示)中的感測電阻。在本實(shí)施例中，支撐梁108a、108b與108c、懸臂梁106a、106b與106c、壓電材料層IlOaUlOb與IlOc等構(gòu)件的組成情形大體相似于如圖1至圖4所示的支撐梁108、懸臂梁106與壓電材料層110的實(shí)施形態(tài)，故在此不再繪示其實(shí)施情形。請參照圖14，顯示了沿圖13內(nèi)線段14-14的立體示意情形。基于簡化附圖的目的，于圖14僅部分顯示了保護(hù)層114、懸臂梁106a、106b與106c、支撐框102內(nèi)的支撐梁108a、108b與108c、質(zhì)量塊104與基板100等主要構(gòu)件，其中質(zhì)量塊104由一個或數(shù)個導(dǎo)電層與介電層124所組成，而保護(hù)層114所覆蓋的范圍大體為支撐框102的所在區(qū)域。在此，質(zhì)量塊104處于未感受到外界應(yīng)力的靜止?fàn)顟B(tài)，故其與懸臂梁106a、106b與106c以及壓電材料層IlOaUlOb與IlOc等構(gòu)件皆大體平行于基板100的X-Y平面。而圖13-圖14內(nèi)壓阻式Z軸加速度感測器于感受到外界加速度時的示意立體情形及操作原理則大體相似于圖10內(nèi)所示情形，故在此不在進(jìn)一步描述。雖然結(jié)合以上較佳實(shí)施例揭露了本發(fā)明，然而其并非用以限定本發(fā)明，任何熟悉此技術(shù)者，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，可作各種的更動與潤飾，因此本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)以附上的權(quán)利要求所界定的為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種壓阻式Z軸加速度感測器，包括 基板； 多個支撐梁，設(shè)置于該基板上； 多個懸臂梁，其中該些懸臂梁分別包括一壓電材；以及 質(zhì)量塊，其中，該些懸臂梁分別通過該些支撐梁將該質(zhì)量塊懸浮于該基板上，且該感測器利用該壓電材偵測該質(zhì)量塊的位移。
2.如權(quán)利要求1所述的壓阻式Z軸加速度感測器，該些支撐梁與該些懸臂梁包括一組對稱結(jié)構(gòu)的支撐梁及一組對稱結(jié)構(gòu)的懸臂梁。
3.如權(quán)利要求1所述的壓阻式Z軸加速度感測器，該些支撐梁與該些懸臂梁包括兩組對稱結(jié)構(gòu)的支撐梁及兩組對稱結(jié)構(gòu)的懸臂梁。
4.如權(quán)利要求1所述的壓阻式Z軸加速度感測器，該些支撐梁與該些懸臂梁包括一組非對稱結(jié)構(gòu)的支撐梁及一組非對稱結(jié)構(gòu)的懸臂梁。
5.如權(quán)利要求1所述的壓阻式Z軸加速度感測器，還包括支撐框，形成于該基板之上并環(huán)繞該些懸臂梁、該些壓電材與該質(zhì)量塊，而該些支撐梁則整合于該支撐框內(nèi)。
6.如權(quán)利要求5所述的壓阻式Z軸加速度感測器，其中該支撐框包括設(shè)置于該基板上的絕緣層、多個介電層、多個導(dǎo)電層與保護(hù)層，而該些介電層與該些導(dǎo)電層交錯地設(shè)置于該絕緣層與該保護(hù)層之間。
7.如權(quán)利要求1所述的壓阻式Z軸加速度感測器，其中該壓電材包括多晶硅材料。
8.如權(quán)利要求1所述的壓阻式Z軸加速度感測器，其中該些懸臂梁內(nèi)的該壓電材之間串聯(lián)地電性連結(jié)。
9.如權(quán)利要求1所述的壓阻式Z軸加速度感測器，其中該質(zhì)量塊包括一個或數(shù)個介電層與導(dǎo)電層。
10.如權(quán)利要求6所述的壓阻式Z軸加速度感測器，其中該支撐框與該些懸臂梁、該些懸臂梁該壓電材與該質(zhì)量塊之間定義有一空室。
11.如權(quán)利要求1所述的壓阻式Z軸加速度感測器，其中該些懸臂梁連結(jié)于該質(zhì)量塊的兩相鄰側(cè)。
12.如權(quán)利要求1所述的壓阻式Z軸加速度感測器，其中該些懸臂梁連結(jié)于該質(zhì)量塊的三側(cè)且兩兩相鄰。
13.如權(quán)利要求1所述的壓阻式Z軸加速度感測器，其中從上視觀之，該質(zhì)量塊具有一長方形輪廓。
全文摘要
本發(fā)明公開一種壓阻式Z軸加速度感測器，其包括一基板；多個支撐梁，設(shè)置于該基板上；多個懸臂梁，其中該些懸臂梁分別包括一壓電材；以及一質(zhì)量塊，其中，該些懸臂梁分別通過該些支撐梁將該質(zhì)量塊懸浮于該基板上，且該感測器利用該壓電材偵測該質(zhì)量塊的位移。
文檔編號G01P15/12GK103048489SQ20121000576
公開日2013年4月17日 申請日期2012年1月10日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月12日
發(fā)明者黃志偉, 張介斌, 陳家豪, 趙傳珍, 莊英宗, 王是琦, 王永和 申請人:立積電子股份有限公司