揣荣岩，代 全，王 健，梁 峭，衣 畅

(1.沈阳工业大学信息科学与工程学院，辽宁沈阳 110870；2.沈阳仪表科学研究院有限公司，辽宁沈阳 110043)



压阻式高固有频率Z轴加速度敏感结构

揣荣岩1，代 全1，王 健1，梁 峭2，衣 畅1

(1.沈阳工业大学信息科学与工程学院，辽宁沈阳 110870；2.沈阳仪表科学研究院有限公司，辽宁沈阳 110043)

基于微机电系统(MEMS)技术的加速度传感器因其性价比高、易于集成化而得到广泛应用，但在普通MEMS加速度敏感结构中仍然存在灵敏度和固有频率相互制约的弱点。为此，文中优化设计了一种压阻式新型加速度敏感结构，该结构在弹性梁加质量块的基本结构上引入了敏感微梁，在保证高灵敏度的同时，显著提高了固有频率。其灵敏度与固有频率的乘积可比普通MEMS加速度计提高25倍以上。

加速度传感器；压阻式；高固有频率；微梁；多晶硅纳米膜；MEMS

0 引言

悬臂梁结构的MEMS加速度计凭借其简单的结构和制作工艺，在其设计理念被提出来之后，受到了很多学者的密切关注[1-2]，并广泛应用于航天、精密测量、机器人仿生及惯性导航等方面[3]。其优点在于制作工艺简单、灵敏度高以及体积小等[4-6]。经过多年的改进，常规的悬臂梁结构已经是一种无论从设计思路还是制作工艺上都很成熟的结构，也得到了市场的认可。

然而，悬臂梁结构在拥有高灵敏度的同时，固有频率低一直是限制其发展的重要因素。在这种结构中，质量块一端通过悬臂梁连接到硅基框架，另一端保持悬空，形成一个简单的弹簧-质量块系统，其中悬臂梁充当弹簧，如图1所示。……