一种采用圆片级真空封装的全硅MEMS三明治电容式加速度计

作     者：胡启方 李男男 邢朝洋 刘宇 庄海涵 徐宇新 HU Qi-fang, LI Nan-nan, XING Chao-yang, LIU Yu, ZHUANG Hai-han, XU Yu-xin

作者机构：北京航天控制仪器研究所北京100039 

基　　金：北京市自然科学基金(4142058) 装备预先研究项目(41417020402) 装备预研共用技术项目(41417010302) 

出 版 物：《中国惯性技术学报》 (Journal of Chinese Inertial Technology)

年 卷 期：2017年第25卷第6期

页      码：804-809页

摘      要：全硅MEMS加速度计具有温度特性好、封装体积小、成本低的优点,从而成为小型化GNC(制导、导航与控制)系统的关键器件。给出了一种具有三层硅结构的MEMS三明治加速度计的设计、加工以及圆片级真空封装方法,其中,中间硅摆片的3D结构通过双面KOH湿法腐蚀制造,腐蚀过程中使用台阶化的SiO_2作为硬掩模。硅盖板的加工主要通过KOH各向异性腐蚀和电感耦合等离子体垂直刻蚀完成。最后,上、下硅盖板通过基于Au-Si共晶反应的全硅键合技术从两侧与硅中间摆片进行键合,并实现圆片级真空封装。三明治加速度计的腔体内封装了压力为200 Pa的高纯氮气。测试结果表明,所述加速度计的闭环输出灵敏度为0.575 V/g,零位误差为0.43 g。加速度计的-3dB带宽为278.14Hz。加速度计1 h的输出稳定性为2.23×10-4 g(1σ)。加速度计在全温范围(-40℃~60℃)内的输出漂移为45.78 mg,最大温度滞环为3.725 mg。

主 题 词：MEMS 加速度计 圆片级真空封装 金-硅共晶键合 

学科分类：08[工学] 081105[081105] 0802[工学-机械学] 0825[工学-环境科学与工程类] 0811[工学-水利类] 

核心收录：

D　O　I：10.13695/j.cnki.12-1222/03.2017.06.019

馆 藏 号：203282769...