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1、摘要微机电系统(MEMS)是面向21世纪的高新科技，涉及到电子、机械、材料、制造、信息与自动控制、物理、化学和生物等多种学科，MEMS在21世纪将成为最重要、最活跃的研究领域之一。而微加速度计是微机电系统的一个很重要的方向，它广泛应用到惯性导航和制导、生物医疗、农业、汽车工业、探矿测震、机器人、工业自动化、玩具等领域。本文设计了一种以MEMS技术为基础的电容式力平衡硅微加速度传感器，该传感器主要采用SOI和硅-玻璃键合技术制作，形成了玻璃-硅-玻璃的三明治结构。该传感器能满足在大范围内加速度的变化测量。就此本文开展了以下主要研究工作：1、分析几种典型加速度
2、传感器的原理，并比较其优缺点，结合现有实验条件及课题宽量程的特点，提出电容式力平衡硅微加速度传感器。2、对宽量程平衡式微加速度传感器的工作原理进行分析、研究，设计传感器的结构，建立了数学的模型，确定使系统稳定必须满足的条件，对系统安全必须满足的条件进行分析，根据提出的结构，从理论上对悬臂梁的参数进行模拟分析选出合适的参数，并用Matlab和Ansys进行仿真，验证所选参数的合理性，确定微加速度传感器的结构，并验证微加速度传感器具有宽的工作量程。3、研究硅单晶的晶向，对制作微加速度传感器的氧化、光刻、扩散、键合、腐蚀和等离子刻蚀等MEMS工艺进行了详细研究。
3、提出微加速度传感器工艺的设计方案，画出工艺流程图、模版，并进行制作，对出现的问题进行分析和提出解决的方法。III4、完成了电容测试电路的研究。由于电容式微加速度传感器的电容值很小，为了避免测量线的寄生电容对测试结果的干扰，测试电路采用增加一个补偿电容的方法来消除寄生电容的影响，采用相关双采样电路和增量调制器来抑制各种噪声。本文提出的宽量程力平衡微加速度传感器，具有更宽的工作量程、线性度较好等特点，具有广阔的应用前景。关键词：微加速度传感器；工艺；电路IVAbstractMicro-electro-mechanicalSystem(MEMS)isanadva
4、ncedtechnologyandanew-developedcompositivesubjectinthe21stcentury,relatedtothesubjectofelectricalandmechanicalengineering,material,manufacture,autocontrol,physics,chemistry,biologyandsoon.Micro-accelerometerisoneofthemostimportantandactiveresearchfieldsinMEMS.Itiswidelyusedforiner
5、tialnavigationandinertialguidanceaswellasanumberofotherapplications,suchasbiologymedicaltreatment,agriculture,automobileindustry,prospecting,seismologymeasurements,robotics,automatizationofindustry,toyandsoon.Akindofcapacitivemicro-accelerometerswithMEMStechnologyisdesignedinthisp
6、aper.ThesensorisformedwithasandwichstructureofSi-glass-SiwhichisfabricatedbySOIandanodicbondingtechniques.Thesensorcanmeettherequirementthewiderangesofacceleration.Therefore,themaintasksofthisthesisareasfollowing:1.Analyzingthetheoriesofseveralmicro-accelerationsensors,makingacomp
7、arisonbetweentheiradvantagesanddisadvantages,syntheticallyconsideringourexperimentconditionsandthethesischaracteristic,finallycapacitanceaccelerometermodeisputforward.2.Analyzingthetheoryofwiderangemicro-accelerationsensor.Thestructureandtheparametersofthemicro-accelerationsensora
8、redesigned,themathematicalmodelis
