專利名稱：具有雙檢驗塊的mems傳感器的制作方法
技術領域：
本發(fā)明一般涉及一種微機電系統(tǒng)(MEMS)傳感器。更具體地，本發(fā)明涉及一種具有雙檢驗塊的MEMS傳感器，其被配置為減少傳感器尺寸并且減少對溫度引起的誤差的敏感性。
背景技術：
微機電系統(tǒng)(MEMS)傳感器廣泛使用在例如汽車、慣性制導系統(tǒng)、家用電器、各種設備的保護系統(tǒng)以及許多其它工業(yè)、科學和工程系統(tǒng)中。這種MEMS傳感器用于感測例如加速度、壓力或溫度等物理狀態(tài)，并且提供表示所感測物理狀態(tài)的電信號。由于尺寸小并且適合于低成本大批量生產(chǎn)，容性傳感MEMS的設計對于在高加速度環(huán)境中和在小型設備中的操作是相當期望的。容性加速計感測相對于加速度的電容變化，從而改變帶電電路的輸出。加速計的一種普通形式是具有“蹺蹺板”或“秋千”結(jié)構(gòu)的兩層容性傳感器。這種通常利用的傳感器類型使用基板上方在z軸加速度下旋轉(zhuǎn)的可動部件或板。加速計結(jié)構(gòu)能夠測量兩個不同的電容值，從而確定差分的或相對的電容值。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)上述以及其他方面，本發(fā)明的一方面提供了一種微機電系統(tǒng)MEMS傳感器，包括基底；第一可動部件，在所述基底的基本平坦的表面之上以間隔開的關系布置；以及第二可動部件，在所述基底的所述表面之上以間隔開的關系布置，所述第一和第二可動部件具有基本相同的形狀，并且所述第二可動部件基本上被取向為相對于所述第一可動部件繞所述基底的所述平坦表面上的定位點旋轉(zhuǎn)對稱。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種包括微機電系統(tǒng)MEMS傳感器的設備，所述 MEMS傳感器包括基底；第一可動部件，在所述基底的基本平坦的表面之上以間隔開的關系布置，并且適于繞位于所述第一可動部件的第一和第二端部之間的第一旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)運動；以及第二可動部件，在所述基底的所述表面之上以間隔開的關系布置，并且適于繞位于所述第二可動部件的第三和第四端部之間的第二旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)運動，所述第一和第二可動部件具有基本相同的形狀，并且所述第二可動部件基本上被取向為在相對于所述第一可動部件繞所述基底的所述平坦表面上的定位點旋轉(zhuǎn)對稱，所述第二可動部件位于相對于所述第一可動部件繞所述定位點旋轉(zhuǎn)大約180度的取向上。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種微機電系統(tǒng)MEMS傳感器,包括基底；第一可動部件，在所述基底的基本平坦的表面之上以間隔開的關系布置；第二可動部件，在所述基底的所述表面之上以間隔開的關系布置，所述第一和第二可動部件具有基本相同的形狀， 并且所述第二可動部件基本上被取向為相對于所述第一可動部件繞所述基底的所述平坦表面上的定位點旋轉(zhuǎn)對稱，所述第二可動部件位于相對于所述第一可動部件繞所述定位點旋轉(zhuǎn)大約180度的取向上，所述第一和第二可動部件中的每一個適于繞公共旋轉(zhuǎn)軸運動；
6第一感測部件，配置在所述第一和第二可動部件中每一個下方位于所述基底上；以及第二感測部件，配置在所述第一和第二可動部件中每一個下方位于所述基底上，所述第一和第二感測部件中的每一個離開所述公共旋轉(zhuǎn)軸并且位于所述公共旋轉(zhuǎn)軸的相對側(cè)基本相等的距離，并且所述第一和第二感測部件適于檢測所述第一和第二可動部件沿垂直于所述基底的所述平坦表面的軸繞所述公共旋轉(zhuǎn)軸的運動。


當結(jié)合附圖考慮時，參考具體實施方式
和權利要求可以得到本發(fā)明的更完全的理解，其中整個附圖部分中同樣的參考標記代表類似的部件，并且圖I示出了根據(jù)實施例的包括在設備中的MEMS傳感器的頂視圖；圖2示出了圖I的MEMS傳感器的程式化側(cè)視圖；圖3示出了由圖I中的MEMS傳感器產(chǎn)生的差分電容值的等式圖表；以及圖4示出了根據(jù)可選實施例的MEMS傳感器的頂視圖。
具體實施例方式這里描述的實施例包括具有在下面的基板之上懸置的雙可動部件(即檢驗塊)的微機電系統(tǒng)(MEMS)傳感器。雙可動部件用于最小化由于熱引起的應力而產(chǎn)生的測量誤差。 在另一方面，雙可動部件可以改變形狀從而通過允許雙可動部件以嵌套結(jié)構(gòu)安裝到一起而優(yōu)化基底區(qū)域。這種具有雙可動部件的MEMS傳感器能夠使用現(xiàn)有的MEMS制造工序制造。 從而，這種MEMS傳感器實現(xiàn)了精確、尺寸緊湊以及成本高效的設計目標。圖I示出了根據(jù)實施例的設備22中包括的MEMS傳感器20的頂視圖。加速計形式的MEMS傳感器20適用于感測箭頭24 (參見圖2)表示的z軸加速度，并且構(gòu)造為“蹺蹺板”形式的傳感器。設備22能夠包括任意多個其中可能需要加速度測量的設備。這些設備包括，例如汽車系統(tǒng)、慣性制導系統(tǒng)、家用電器、各種設備的保護系統(tǒng)、手提計算和電信設備。MEMS傳感器20包括具有基本平坦表面28的基底26。第一感測部件30和第二感測部件32 (由虛線代表)形成在基底26的平坦表面28上。另外，第一懸置錨34和第二懸置錨36形成在基底26的平坦表面28上。在這里稱為第一檢驗塊38的第一可動部件和在這里稱為第二檢驗塊40的第二可動部件在基底26的平坦表面28上方以間隔的關系布置。MEMS傳感器20包括第一順從性構(gòu)件42和第二順從性構(gòu)件44，其使第一檢驗塊38 與第一懸置錨34相互連接,從而第一檢驗塊38懸置于基底26之上。類似地,MEMS傳感器 20包括第三順從性構(gòu)件46和第四順從性構(gòu)件48，其使第二檢驗塊40與第二懸置錨36相互連接，從而第二檢驗塊40懸置于基底26之上。MEMS傳感器30的組件可以使用現(xiàn)有的和將有的MEMS制造設計規(guī)則和工序形成，包括例如沉積、圖案化以及蝕刻。這里使用的術語“第一”、“第二”、“第三”和“第四”并不是用于對元件的可數(shù)序列中的元件進行排序或優(yōu)先化。相反，術語“第一”、“第二”、“第三”和“第四”是為了討論的清楚用來區(qū)別具體部件的。如圖所示，開口 50延伸穿過第一檢驗塊38并且由第一檢驗塊38的內(nèi)邊緣部分52 界定。第一懸置錨34沿第一檢驗塊38的位于第一檢驗塊38的第一端部58和第二端部60之間的第一旋轉(zhuǎn)軸56被置于開口 50的大約中心位置54處。同樣地，開口 62延伸穿過第二檢驗塊40，并且由第二檢驗塊40的內(nèi)邊緣部分64界定。第二懸置錨36沿第二檢驗塊 40的位于第二檢驗塊40的第三端部70和第四端部72之間的第二旋轉(zhuǎn)軸68被置于開口 62的大約中心位置66處。為了操作為蹺蹺板型加速計，位于第一旋轉(zhuǎn)軸56 —側(cè)的第一檢驗塊38的第一部分76被形成為具有比位于第一旋轉(zhuǎn)軸56另一側(cè)的第一檢驗塊38的第二部分78相對更大的質(zhì)量。在示例性實施例中，第一部分76較大的質(zhì)量可以通過偏移第一旋轉(zhuǎn)軸56而產(chǎn)生， 從而，在第一旋轉(zhuǎn)軸56和第一端部58之間的第一部分76的第一長度80大于在第一旋轉(zhuǎn)軸56和第二端部60之間的第二部分78的第二長度82。類似地，位于第二旋轉(zhuǎn)軸68 —側(cè)的第二檢驗塊40的第三部分84形成為具有比位于第二旋轉(zhuǎn)軸68另一側(cè)的第二檢驗塊40 的第四部分86相對更小的質(zhì)量。第三部分84較小的質(zhì)量可以通過偏移第二旋轉(zhuǎn)軸68而產(chǎn)生，從而，在第二旋轉(zhuǎn)軸68和第三端部70之間的第三部分84的第三長度88小于在第二旋轉(zhuǎn)軸68和第四端部72之間的第四部分86的第四長度90。第一和第二檢驗塊38和40 中的每一個適用于響應于加速度24(圖2)繞第一和第二旋轉(zhuǎn)軸56和68中其對應的一個而旋轉(zhuǎn)，從而相對于下面的感應部件30和32改變其位置。第一和第二檢驗塊38和40分別具有基本相等的(即，相同的)形狀和尺寸。在圖I所示的實施例中，形狀大致為方形。另外，第一部分76的第一長度80基本等于第四部分86的第四長度90，并且第二部分78的第二長度82基本等于第三部分84的第三長度88。 也應該注意到，第一和第二旋轉(zhuǎn)軸56和68分別沿公共旋轉(zhuǎn)軸93相互對齊。MEMS傳感器應用需要較低的溫度系數(shù)偏移(TCO)規(guī)格。TCO是熱應力影響半導體設備(例如MEMS傳感器)的性能多少的度量。高的TCO表明相應高的熱誘發(fā)應力，或表明 MEMS設備對這種應力非常敏感。MEMS傳感器應用的封裝經(jīng)常使用具有不同熱膨脹系數(shù)的材料。從而，可能在制造或操作過程中發(fā)展出不期望的高TC0。另外，應力可能是由于在終端應用中焊接封裝的半導體設備到印刷電路板上而引起的。MEMS設備的應力和材料特性組合可能會導致基底26的應變，即變形。第一和第二懸置錨30和32也可能會通過下面的基底26經(jīng)歷這種應變或變形。懸置錨30和32的應變可能會導致第一和第二檢驗塊38和40 繞它們各自的第一和第二旋轉(zhuǎn)軸56和68的一些旋轉(zhuǎn)，導致測量的不精確，從而不利地影響了輸出容性MENS傳感器20。根據(jù)現(xiàn)有技術，MENS傳感器中的部件典型地根據(jù)反射對稱原理配置，其中相對于對稱軸配置部件。對稱軸是在幾何圖形中的線，該線將圖形分割成兩部分，從而當沿對稱軸折疊時一部分與另一部分重合。不幸地，在反射對稱中的一對檢驗塊的假設配置由于TCO 的影響可能會導致不期望的高應變和測量不準確。因此，第一和第二檢驗塊38和40并不根據(jù)反射對稱配置。相反，第二檢驗塊40 基本上被取向為相對于第一檢驗塊38繞基底26的平坦表面28上的位置點94的旋轉(zhuǎn)對稱，從而抵消導致測量不精確的第一和第二懸置錨34和36處的應變問題。這里使用的術語“旋轉(zhuǎn)對稱”是指第二檢驗塊40相對于第一檢驗塊38繞位置點94旋轉(zhuǎn)的配置，但是和第一檢驗塊38 “看起來仍然是一樣的”。也就是說，在第一檢驗塊38上的每個點具有在第二檢驗塊40上距位置點94的距離相同的匹配點，但是處于相反的方向。這種旋轉(zhuǎn)對稱在圖I 中由箭頭96表示。在實施例中，第二檢驗塊40位于基底26上繞位置點94相對于第一檢驗塊38大約旋轉(zhuǎn)180度的取向。這種旋轉(zhuǎn)對稱配置有時被成為“二度旋轉(zhuǎn)對稱”(second degree rotational symmetry)。相應的，第一和第二檢驗塊38和40的旋轉(zhuǎn)對稱配置分別導致第一和第二旋轉(zhuǎn)軸 56和68分別沿共同的旋轉(zhuǎn)軸92相互對齊。因此，導致第一檢驗塊38旋轉(zhuǎn)的第一懸置錨 34經(jīng)歷的任何應力被導致第二檢驗塊40旋轉(zhuǎn)的第二懸置錨36經(jīng)歷的基本相等和相反的應力平衡了。另外，第一和第二檢驗塊38和40的旋轉(zhuǎn)對稱配置使得感測部件30和32可以相互接近配置。這種接近性導致了感應部件30和32具有由應力導致的類似變形。參考圖2-3，圖2示出了 MEMS傳感器20的程式化側(cè)視圖，圖3示出了由MEMS傳感器20產(chǎn)生的差分電容值的等式100的圖表98。在圖2和3中，名稱“Ml”代表第一檢驗塊 38，“M2”代表第二檢驗塊40，“SI”代表第一感測部件30，“S2”代表第二感測部件32。圖2描述了第一和第二檢驗塊38和40分別繞公共旋轉(zhuǎn)軸92的旋轉(zhuǎn)。響應于z 軸加速度24，第一檢驗塊38在箭頭102代表的第一方向上旋轉(zhuǎn)，第二檢驗塊40在箭頭104 代表的第二方向上旋轉(zhuǎn)。然而，由于第一和第二檢驗塊38和40是旋轉(zhuǎn)對稱的，第二旋轉(zhuǎn)方向104與第一旋轉(zhuǎn)方向102相反。隨著第一和第二檢驗塊38和40旋轉(zhuǎn)，它們的位置相對于下面的感測部件30和32 改變。這種位置的改變導致了一系列的電容，這些電容的差，即差分電容值，指示了加速度 24。如圖2中所示，第一電容Cl形成在第一檢驗塊38的第一部分76和第一感測部件30 之間。第二電容C2形成在第一檢驗塊38的第二部分78和第二感測部件32之間。另外， 第三電容C3形成在第二檢驗塊40的第三部分84和第一感測部件30之間。并且，第四電容C4形成在第二檢驗塊40的第四部分86和第二感測部件32之間。圖3描述了指示加速度24的差分電容。具體的，加速度等式100示出了加速度輸出ACCEL(OUT)與第一和第四電容(Cl和C4)的和與第二和第三電容(C2和C3)的和之間的差值成比例。圖表98還示出了第一電容Cl形成在第一檢驗塊38M1和第一感測部件30S1 之間的結(jié)構(gòu)。第四電容C4形成在第二檢驗塊40M2和第二感測部件32S2之間。第二電容 C2形成在第一檢驗塊38M1和第二感測部件32S2之間。并且第三電容C3形成在第二檢驗塊40M2和第一感測部件30S1之間。因此，MEMS傳感器20的雙檢驗塊結(jié)構(gòu)在良好適于低成本大量生產(chǎn)的小封裝中取得了相對高的加速度輸出。此外，由于也被稱為TCO的熱誘發(fā)應力，第一和第二檢驗塊38 和40的旋轉(zhuǎn)對稱結(jié)構(gòu)導致至少部分測量誤差的抵消。圖4示出了根據(jù)可選實施例的MEMS傳感器106的頂視圖。對MEMS傳感器20(圖 I)的簡單回顧揭示了由于第一和第二檢驗塊38和40的旋轉(zhuǎn)對稱結(jié)構(gòu)，在基底26上面有顯著面積的未使用空間。具體的，沒有使用基底26上面接近第一檢驗塊38的第二端部60的區(qū)域和在基底26上面接近第二檢驗塊40的第三端部70的另一區(qū)域。MEMS傳感器106的結(jié)構(gòu)通過L型可動塊的嵌套配置利用該未使用的空間，從而實現(xiàn)對z軸加速度24 (圖2)更高的靈敏度。MEMS傳感器106的多個組件基本上等價于MEMS傳感器20 (圖I)的組件。為了簡便起見，這里使用同樣的參考標記表示等價的組件。同樣地，MEMS傳感器106包括基底26， 以及形成在基底26的平坦表面28上的第一感測部件30、第二感測部件32、第一懸置錨34 和第二懸置錨36。
MEMS傳感器106還包括在基底26的平坦表面28之上以間隔關系布置的第一可動部件，這里稱為第一檢驗塊108，和第二可動部件，這里稱為第二檢驗塊110。第一和第二順從性構(gòu)件42和44分別使第一檢驗塊108與第一懸置錨34相互連接，從而第一檢驗塊108 懸置在基底26之上。同樣地，第三和第四順從性構(gòu)件46和48分別使第二檢驗塊110與第二懸置錨36相互連接，從而第二檢驗塊110懸置在基底26之上。對比于第一和第二檢驗塊38和40 (圖I)的基本方形的形狀，MEMS傳感器106的第一和第二檢驗塊108和110是L形部件。也就是說,第一檢驗塊108包括從第一檢驗塊 108的第一側(cè)面114延伸并且位于接近第二檢驗塊110的端部116位置的第一側(cè)向延伸部分112。同樣地，第二檢驗塊110包括從第二檢驗塊110的第二側(cè)面120延伸并且位于接近第一檢驗塊108的端部122位置的第二側(cè)向延伸部分118。第二 L形檢驗塊110大致被取向為相對于第一 L形檢驗塊108繞基底26的平坦表面28上的定位點94而旋轉(zhuǎn)對稱96，從而實現(xiàn)第一和第二檢驗塊108和110安裝到一起而不會相互接觸的嵌套結(jié)構(gòu)。前面的位于基底26上面的未使用區(qū)域現(xiàn)在用于進一步增加第一和第二檢驗塊108和110的相對部分的質(zhì)量。該增加的質(zhì)量能夠使用與MEMS傳感器 20 (圖I)相同的面積提供對Z軸加速度24 (圖I)更高的靈敏度。另外，由于熱誘發(fā)應力， 第一和第二檢驗塊108和110的旋轉(zhuǎn)對稱結(jié)構(gòu)導致至少部分的測量誤差被抵消。這里描述的實施例包括具有懸置在下面基底之上的雙可動部件(即檢驗塊)的微機電系統(tǒng)(MEMS)傳感器。由于熱誘發(fā)應力，雙檢驗塊被取向為相對于彼此旋轉(zhuǎn)對稱，從而最小化測量誤差。在另外的方面，相對于彼此旋轉(zhuǎn)對稱取向的雙檢驗塊可以是L形的，從而通過允許雙檢驗塊以嵌套結(jié)構(gòu)安裝到一起而優(yōu)化基底面積。L形雙檢驗塊能夠使用與具有大體方形的雙檢驗塊MEMS傳感器一樣的面積能提供對Z軸加速度更高的靈敏度。具有雙檢驗塊的MEMS傳感器能夠使用現(xiàn)有的MEMS制造工序來制造。從而，這種MEMS傳感器實現(xiàn)了聞靈敏度、精確度、尺寸緊湊和成本聞效的設計目標。雖然已經(jīng)描述了本發(fā)明的優(yōu)選實施例，在不脫離本發(fā)明精神和如下權利要求的范圍下做出各種變形對本領域技術人員是很明顯。例如，雙檢驗塊可以具有與上面描述的那些不同的形狀，只要它們相對于彼此旋轉(zhuǎn)對稱配置。
權利要求
1.一種微機電系統(tǒng)MEMS傳感器,包括基底；第一可動部件，在所述基底的基本平坦的表面之上以間隔開的關系布置；以及第二可動部件，在所述基底的所述表面之上以間隔開的關系布置，所述第一和第二可動部件具有基本相同的形狀，并且所述第二可動部件基本上被取向為相對于所述第一可動部件繞所述基底的所述平坦表面上的定位點旋轉(zhuǎn)對稱。
2.如權利要求I所述的MEMS傳感器，其中所述第二可動部件位于相對于所述第一可動部件繞所述定位點旋轉(zhuǎn)大約180度的取向上。
3.如權利要求I所述的MEMS傳感器，其中所述第一可動部件適于響應于沿垂直于所述基底的所述平坦表面的軸的加速度而以第一方向旋轉(zhuǎn)運動，所述旋轉(zhuǎn)運動繞位于所述第一可動部件的第一和第二端部之間的第一旋轉(zhuǎn)軸發(fā)生；并且所述第二可動部件適于響應于所述加速度以第二方向旋轉(zhuǎn)運動，所述旋轉(zhuǎn)運動繞位于所述第二可動部件的第三和第四端部之間的第二旋轉(zhuǎn)軸發(fā)生，所述第二方向與所述第一方向相反。
4.如權利要求3所述的MEMS傳感器，其中所述第一和第二旋轉(zhuǎn)軸沿公共旋轉(zhuǎn)軸相互對齊。
5.如權利要求4所述的MEMS傳感器，進一步包括第一懸置錨，形成在所述基底的所述平坦表面上，并且基本以所述公共旋轉(zhuǎn)軸為中心；第一順從性構(gòu)件對，連接所述第一可動部件與所述第一懸置錨，所述第一順從性構(gòu)件對使得所述第一可動部件能夠繞所述第一旋轉(zhuǎn)軸進行所述旋轉(zhuǎn)運動；第二懸置錨，形成在所述基底的所述表面上，并且基本以所述公共旋轉(zhuǎn)軸為中心；以及第二順從性構(gòu)件對，連接所述第二可動部件與所述第二懸置錨，所述第二順從性構(gòu)件對使得所述第二可動部件能夠繞所述第二旋轉(zhuǎn)軸進行所述旋轉(zhuǎn)運動。
6.如權利要求3所述的MEMS傳感器，其中所述第一可動部件包括位于所述第一旋轉(zhuǎn)軸和所述第一端部之間的第一部分和在所述第一旋轉(zhuǎn)軸和所述第二端部之間的第二部分，所述第一旋轉(zhuǎn)軸在所述第一和第二端部之間偏移，使得所述第一旋轉(zhuǎn)軸和所述第一端部之間的所述第一部分的第一長度大于所述第一旋轉(zhuǎn)軸和所述第二端部之間的所述第二部分的第二長度；并且所述第二可動部件包括位于所述第二旋轉(zhuǎn)軸和所述第三端部之間的第三部分和位于所述第二旋轉(zhuǎn)軸和所述第四端部之間的第四部分，所述第二旋轉(zhuǎn)軸在所述第三和第四端部之間偏移，使得在所述第二旋轉(zhuǎn)軸和所述第三端部之間的所述第三部分的第三長度小于在所述第二旋轉(zhuǎn)軸和所述第四端部之間的所述第四部分的第四長度。
7.如權利要求6所述的MEMS傳感器，其中所述第一長度基本上等于所述第四長度；并且所述第二長度基本上等于所述第三長度。
8.如權利要求6所述的MEMS傳感器，其中所述第一可動部件包括從所述第一部分的第一側(cè)面延伸的第一側(cè)向延伸部分，所述第一側(cè)向延伸部分基本位于所述第二可動部件的所述第三端部；并且所述第二可動部件包括從所述第四部分的第二側(cè)面延伸的第二側(cè)向延伸部分，所述第二側(cè)向延伸部分位于鄰近所述第一可動部件的所述第二端部。
9.如權利要求8所述的MEMS傳感器，其中包括所述第一側(cè)向延伸部分的所述第一可動部件形成第一 L形可動部件；并且包括所述第二側(cè)向延伸部分的所述第二可動部件形成第二 L形可動部件，在所述第一和第二 L形可動部件之間沒有接觸的情況下，以嵌套結(jié)構(gòu)布置所述第一和第二 L形可動部件。
10.如權利要求I所述的MEMS傳感器，其中所述第一和第二可動部件中的每一個適于繞公共旋轉(zhuǎn)軸運動；并且所述MEMS傳感器進一步包括第一感測部件，配置在所述第一和第二可動部件中每一個下方位于所述基底上；以及第二感測部件，配置在所述第一和第二可動部件中每一個下方位于所述基底上，所述第一和第二感測部件中的每一個離開所述公共旋轉(zhuǎn)軸并且位于所述公共旋轉(zhuǎn)軸的相對側(cè)基本相等的距離，并且所述第一和第二感測部件適于檢測所述第一和第二可動部件沿垂直于所述基底的所述平坦表面的軸繞所述公共旋轉(zhuǎn)軸的運動。
11.一種包括微機電系統(tǒng)MEMS傳感器的設備，所述MEMS傳感器包括基底；第一可動部件，在所述基底的基本平坦的表面之上以間隔開的關系布置，并且適于繞位于所述第一可動部件的第一和第二端部之間的第一旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)運動；以及第二可動部件，在所述基底的所述表面之上以間隔開的關系布置，并且適于繞位于所述第二可動部件的第三和第四端部之間的第二旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)運動，所述第一和第二可動部件具有基本相同的形狀，并且所述第二可動部件基本上被取向為在相對于所述第一可動部件繞所述基底的所述平坦表面上的定位點旋轉(zhuǎn)對稱，所述第二可動部件位于相對于所述第一可動部件繞所述定位點旋轉(zhuǎn)大約180度的取向上。
12.如權利要求11所述的設備，其中所述第一可動部件適于響應于沿垂直于所述基底的所述平坦表面的軸的加速度而以第一方向繞所述第一旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)運動；并且所述第二可動部件適于響應于所述加速度而以第二方向繞所述第二旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)運動， 所述第二方向與所述第一方向相反。
13.如權利要求11所述的設備，其中所述第一和第二旋轉(zhuǎn)軸沿公共旋轉(zhuǎn)軸相互對齊。
14.如權利要求11所述的設備，其中所述第一可動部件包括位于所述第一旋轉(zhuǎn)軸和所述第一端部之間的第一部分和位于所述第一旋轉(zhuǎn)軸和所述第二端部之間的第二部分，所述第一旋轉(zhuǎn)軸在所述第一和第二端部之間偏移，使得所述第一旋轉(zhuǎn)軸和所述第一端部之間的所述第一部分的第一長度大于所述第一旋轉(zhuǎn)軸和所述第二端部之間的所述第二部分的第二長度；以及所述第二可動部件包括位于所述第二旋轉(zhuǎn)軸和所述第三端部之間的第三部分和位于所述第二旋轉(zhuǎn)軸和所述第四端部之間的第四部分，所述第二旋轉(zhuǎn)軸在所述第三和第四端部之間偏移，使得在所述第二旋轉(zhuǎn)軸和所述第三端部之間的所述第三部分的第三長度小于在所述第二旋轉(zhuǎn)軸和所述第四端部之間的所述第四部分的第四長度。
15.如權利要求14所述的設備，其中所述第一可動部件包括從所述第一部分的第一側(cè)面延伸的第一側(cè)向延伸部分，所述第一側(cè)向延伸部分位于鄰近所述第二可動部件的所述第三端部；并且所述第二可動部件包括從所述第四部分的第二側(cè)面延伸的第二側(cè)向延伸部分，所述第二側(cè)向延伸部分位于鄰近所述第一可動部件的所述第二端部。
16.如權利要求11所述的設備，其中所述第一和第二可動部件中的每一個適于繞公共旋轉(zhuǎn)軸運動；并且所述MEMS傳感器進一步包括第一感測部件，配置在所述第一和第二可動部件中每一個下方位于所述基底上；以及第二感測部件，配置在所述第一和第二可動部件中每一個下方位于所述基底上，所述第一和第二感測部件中的每一個離開所述公共旋轉(zhuǎn)軸并且位于所述公共旋轉(zhuǎn)軸的相對側(cè)基本相等的距離，并且所述第一和第二感測部件適于檢測所述第一和第二可動部件沿垂直于所述基底的所述平坦表面的軸繞所述公共旋轉(zhuǎn)軸的運動。
17.—種微機電系統(tǒng)MEMS傳感器,包括基底；第一可動部件，在所述基底的基本平坦的表面之上以間隔開的關系布置；第二可動部件，在所述基底的所述表面之上以間隔開的關系布置，所述第一和第二可動部件具有基本相同的形狀，并且所述第二可動部件基本上被取向為相對于所述第一可動部件繞所述基底的所述平坦表面上的定位點旋轉(zhuǎn)對稱，所述第二可動部件位于相對于所述第一可動部件繞所述定位點旋轉(zhuǎn)大約180度的取向上，所述第一和第二可動部件中的每一個適于繞公共旋轉(zhuǎn)軸運動；第一感測部件，配置在所述第一和第二可動部件中每一個下方位于所述基底上；以及第二感測部件，配置在所述第一和第二可動部件中每一個下方位于所述基底上，所述第一和第二感測部件中的每一個離開所述公共旋轉(zhuǎn)軸并且位于所述公共旋轉(zhuǎn)軸的相對側(cè)基本相等的距離，并且所述第一和第二感測部件適于檢測所述第一和第二可動部件沿垂直于所述基底的所述平坦表面的軸繞所述公共旋轉(zhuǎn)軸的運動。
18.如權利要求17所述的MEMS傳感器，進一步包括第一懸置錨，形成在所述基底的所述平坦表面上，并且基本上以所述公共旋轉(zhuǎn)軸為中心；第一順從性構(gòu)件對，連接所述第一可動部件與所述第一懸置錨，所述第一順從性構(gòu)件對使得所述第一可動部件能夠進行所述旋轉(zhuǎn)運動；第二懸置錨，形成在所述基底的所述平坦表面上，并且基本上以所述公共旋轉(zhuǎn)軸為中心；以及第二順從性構(gòu)件對，連接所述第二可動部件與所述第二懸置錨，所述第二順從性構(gòu)件對使得所述第二可動部件能夠進行所述旋轉(zhuǎn)運動。
19.如權利要求17所述的MEMS傳感器，其中所述第一可動部件包括第一和第二端部，位于所述公共旋轉(zhuǎn)軸和所述第一端部之間的第一部分，以及位于所述公共旋轉(zhuǎn)軸和所述第二端部之間的第二部分，其中所述公共旋轉(zhuǎn)軸和所述第一端部之間的所述第一部分的第一長度大于所述公共旋轉(zhuǎn)軸和所述第二端部之間的所述第二部分的第二長度；并且所述第二可動部件包括第三和第四端部，位于所述公共旋轉(zhuǎn)軸和所述第三端部之間的第三部分，以及位于所述公共旋轉(zhuǎn)軸和所述第四端部之間的第四部分，其中所述公共旋轉(zhuǎn)軸和所述第三端部之間的所述第三部分的第三長度小于所述公共旋轉(zhuǎn)軸和所述第四端部之間的所述第四部分的第四長度。
20.如權利要求19所述的MEMS傳感器，其中所述第一可動部件包括從所述第一部分的第一側(cè)面延伸的第一側(cè)向延伸部分，所述第一側(cè)向延伸部分位于鄰近所述第二可動部件的所述第三端部；并且所述第二可動部件包括從所述第四部分的第二側(cè)面延伸的第二側(cè)向延伸部分，所述第二側(cè)向延伸部分位于鄰近所述第一可動部件的所述第二端部，使得在所述第一和第二可動部件之間沒有接觸的情況下以嵌套結(jié)構(gòu)布置所述第一和第二可動部件。
全文摘要
本發(fā)明公開了具有雙檢驗塊的MEMS傳感器。一種微機電系統(tǒng)(MEMS)傳感器(20)，包括基底(26)和形成在基底(26)的平坦表面(28)上的懸置錨(34，36)。MEMS傳感器還包括懸置在基底(26)之上的第一可動部件(38)和第二可動部件(40)。順從性構(gòu)件(42，44)相互連接第一可動部件(38)和懸置錨(34)，順從性構(gòu)件(46，48)相互連接第二可動部件(40)和懸置錨(36)?？蓜硬考?38，40)具有相同的形狀。可動部件可以是基本方形可動部件(38，40)或嵌套結(jié)構(gòu)的L形可動部件(108，110)?？蓜硬考?38、40)相對于彼此繞基底(26)上的定位點(94)在旋轉(zhuǎn)對稱方向上。
文檔編號G01P15/125GK102608354SQ20121001752
公開日2012年7月25日 申請日期2012年1月19日 優(yōu)先權日2011年1月24日
發(fā)明者A·C·邁克奈爾 申請人:飛思卡爾半導體公司