新型磁驱动增大检测电容的高精度MEMS惯性传感器研究

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1、第５期电子学报Ｖｏｌ．３８Ｎｏ．５２０１０年５月ＡＣＴＡＥＬＥＣＴＲＯＮＩＣＡＳＩＮＩＣＡＭａｙ２０１０新型磁驱动增大检测电容的高精度ＭＥＭＳ惯性传感器研究董林玺１，２，焦继伟２，颜海霞３，孙玲玲１（１．杭州电子科技大学射频电路与系统教育部重点实验室，浙江杭州３１００１８；２．中科院传感技术国家重点实验室，上海２０００５０；３．东芝水电设备有限公司，浙江杭州３１１５０４）摘要：增大传感器振子的质量和静态测试电容可以减小电容式ＭＥＭＳ惯性传感系统的噪声，而深度粒子反应刻蚀工艺由于复杂的工艺原因，当深宽比较大时，不能刻蚀出大质量和大初始电容的传感器．据

2、此，本文研究了一种磁驱动增大检测电容的ＭＥＭＳ惯性传感器，通过电磁驱动器，传感器的静态测试电容可以大幅增加，在梳齿电容上刻蚀阻尼槽后，其机械噪声达到０６１μｇ每根号赫兹，仿真其共振频率为５９８Ｈｚ，静态位移灵敏度为０７μｍ每重力加速度，基于硅玻璃键合工艺，制作了栅形条电容式惯性传感器，并用电磁驱动的方式测试其品质因子达到７１５，从而验证了制作工艺的可行性和电磁驱动器改变传感器初始静态测试电容的可行性．关键词：电容式加速度计；惯性传感器；高精度；深度粒子反应刻蚀中图分类号：ＴＮ４３文献标识码：Ａ文章编号：０３７２２１１２（２０１０）０５１０

3、５３０５ＡＮｏｖｅｌＭＥＭＳＩｎｅｒｔｉａｌＳｅｎｓｏｒｗｉｔｈｔｈｅＡｃｔｕａｔｏｒｓＤｒｉｖｅｄｂｙＬｏｒｅｎｔｚＦｏｒｃｅｆｏｒＩｎｃｒｅａｓｉｎｇｔｈｅＩｎｉｔｉａｌＳｅｎｓｉｎｇＣａｐａｃｉｔａｎｃｅ１，２，ＪＩＡＯＪｉｗｅｉ２，ＹＡＮＨａｉｘｉａ３，ＳＵＮＬｉｎｇｌｉｎｇ１ＤＯＮＧＬｉｎｘｉ（１ＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＲＦＣｉｒｃｕｉｔｓａｎｄＳｙｓｔｅｍｏｆＭｉｎｉｓｔｒｙｏｆＥｄｕｃａｔｉｏｎ，ＨａｎｇｚｈｏｕＤｉａｎｚｉＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｈａｎｇｚｈｏｕ，Ｚｈｅｊｉａｎｇ３１００１８，Ｃｈｉｎａ；２Ｓｔａｔ

4、ｅＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｉｅｓｏｆＴｒａｎｓｄｕｃｅｒＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ＣｈｉｎｅｓｅＡｃａｄｅｍｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅｓ，Ｓｈａｎｇｈａｉ２０００５０，Ｃｈｉｎａ；３ＴｏｓｈｉｂａＨｙｄｒｏＥｌｅｃｔｒｏＥｑｕｉｐｍｅｎｔｓＣｏｍｐａｎｙ，Ｈａｎｇｚｈｏｕ，Ｚｈｅｊｉａｎｇ３１１５０４，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＴｈｅｎｏｉｓｅｏｆｃａｐａｃｉｔｉｖｅＭＥＭＳｉｎｅｒｔｉａｌｓｅｎｓｏｒｓｙｓｔｅｍｃａｎｂｅｄｅｐｒｅｓｓｅｄｂｙｉｎｃｒｅａｓｉｎｇｔｈｅｍａｓｓｏｆｔｈｅｓｅｉｓｍｉｃａｎｄｉｎｉｔｉａｌｓｅｎｓｉｎｇｃａｐａｃｉｔ

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8、ｆｏｒｃｅａｃｔｕａｔｏｒｓ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｃａｐａｃｉｔｉｖｅａｃｃｅｌｅｒｏｍｅｔｅｒ；ｉｎｅｒｔｉａｌｓｅｎｓｏ