宋 萌， 常洪龙， 杜松杰， 谢建兵， 李鹏程

(西北工业大学 空天微纳教育部重点实验室，陕西 西安 710072)

0 引 言

微加速度计是一类重要的MEMS传感器。相比于传统加速度计，其具有体积小、功耗低等优点，广泛应用于汽车安全、消费电子、航空航天惯性导航等领域[1]。随着MEMS技术的发展，出现了多种原理的微加速度计，包括谐振式微加速度计[2]、压阻式微加速度计[3]、热对流式微加速度计[4]、电容式微加速度计[5～7]等。其中，谐振式微加速度计的灵敏度水平较低，对制作工艺要求高，温度性能差，谐振检测电路等也较为复杂；压阻式微加速度计精度较差，对于温度敏感，力敏电阻的制作工艺也较为复杂，制作难度较大；热对流式微加速度计动态性能较差，响应速度慢，线性工作范围较小；电容检测结构是MEMS加速度计领域重要的结构之一，其具有灵敏度高、温度系数小、稳定性好等优点，在MEMS领域应用更为广泛。

Litton公司生产的SiACTM MEMS电容式加速度计采用三明治式电容检测方案，具有良好的噪声性能，已经成功应用于火星探测、空空战术导弹等领域，其本底噪声性能为35 μgn/√Hz[5]。但是，三明治微加速度计结构设计复杂，对工艺具有较高的精度要求，并且集成电路(IC)难度较大。Tan S S等人提出了一种低噪声的CMOS MEMS电容式微加速度计设计方案，其内部集成检测电路，灵敏度为595 mV/gn，本底噪声为50 μV/√Hz[6]。但是，基于CMOS工艺的微加速度计设计和加工过程更为复杂，在微加速度计表头制作过程中精度可控性较差，总体成本较高。

为进一步提高电容式微加速度计的噪声性能，Abdolvand R等人[7]提出了一种基于绝缘体上硅(SOI)的大质量设计，通过保留SOI硅片的基底层来增加检测质量，可以达到减小噪声的目的。……