一种MEMS器件的制作方法

本发明涉及半导体，特别涉及一种mems器件。

背景技术：

1、由于平行板电容易于加工，用于信号检测具有灵敏度高、温度范围宽、能响应直流信号、冲击后变化小等优点，广泛用于微机电系统(micro-electro-mechanical system，mems)传感器的设计中。为了抑制共模信号和保证标度因数的对称性，差动平行板电容具有更强的实用性。但是，由于平行板的电容变化随间距的变化是非线性的，因此导致对信号的检测也是非线性的，且随着平行板电容之间的间距变化的增大，非线性也增大，严重影响检测的准确度。

技术实现思路

1、鉴于上述问题，本发明的目的在于提供一种mems器件，以消除平行板电容检测的非线性。

2、本发明提供一种mems器件，包括：

3、可动电极板；

4、位于所述可动电极板第一侧的第一电极板和第三电极板，所述第一电极板与所述可动电极板构成第一电容，所述第三电极板与所述可动电极板构成第三电容；以及

5、位于所述可动电极板第二侧的第二电极板和第四电极板，所述第二电极板与所述可动电极板构成第二电容，所述第四电极板与所述可动电极板构成第四电容；

6、其中，所述第一电容和所述第二电容连接至检测电路；所述检测电路用于对所述第一电容和第二电容进行差分检测；

7、所述第三电容和所述第四电容连接至参考电路；所述参考电路用于对所述第三电容和所述第四电容进行检测；

8、所述检测电路的输出端和所述参考电路的输出端连接至除法器的输入端，所述除法器用于消除所述检测电路的输出电压与可动电极板位移的非线性关系。

9、优选地，所述可动电极板处于平衡位置时，所述第一电极板、第二电极板、第三电极板以及第四电极板与所述可动电极板之间的距离相等。

10、优选地，所述第一电极板和所述第二电极板与所述可动电极板的相对面积相等；所述第三电极板和所述第四电极板与所述可动电极板的相对面积相等。

11、优选地，所述检测电路包括：

12、第一运算放大器，所述第一电极板连接至所述第一运算放大器的反相输入端；

13、第二运算放大器，所述第二电极板连接至所述第二运算放大器的反相输入端；

14、第三运算放大器，其同相输入端连接至所述第二运算放大器的输出端，其反相输入端连接至所述第一运算放大器的输出端，其输出端连接至所述除法器的输入端；以及

15、第一反馈电容，连接于所述第一运算放大器的反相输入端以及输出端之间；

16、第二反馈电容，连接于所述第二运算放大器的反相输入端以及输出端之间；

17、其中，所述第一反馈电容与所述第二反馈电容容值相等。

18、优选地，所述参考电路包括：

19、第四运算放大器，其反相输入端连接至所述第三电极板和所述第四电极板，其输出端连接至所述除法器；以及

20、第三反馈电容，连接于所述第四运算放大器的反相输入端以及输出端之间。

21、优选地，还包括电压源，所述电压源连接至所述可动电极板，用于向所述第一电容、第二电容、第三电容以及第四电容提供电压。

22、优选地，所述第一电极板和所述第三电极板之间相互分离或者通过绝缘介质连接。

23、优选地，所述第二电极板和所述第四电极板之间相互分离或者通过绝缘介质连接。

24、优选地，所述mems器件为mems加速度计。

25、优选地，所述mems器件为mems陀螺。

26、本发明提供的mems器件通过在mems敏感单元中引入与平行板检测电容联动的参考电容，其中，所述平行板检测电容连接至检测电路，参考电容连接至参考电路，所述检测电路输出和所述参考电路输出相除，理论上消除非线性度，方法简单，可行性强。

27、进一步地，本发明的mems器件中参考电容与检测电容的材料、结构形式和加工技术完全相同，温度系数一致，降低了除法器输出的温度漂移。

28、进一步地，本发明的mems器件可以为微机电加速度计、微机电陀螺等，应用范围较广。

技术特征：

1.一种mems器件，其中，包括：

2.根据权利要求1所述的mems器件，其中，所述可动电极板处于平衡位置时，所述第一电极板、第二电极板、第三电极板以及第四电极板与所述可动电极板之间的距离相等。

3.根据权利要求1或2所述的mems器件，其中，所述第一电极板和所述第二电极板与所述可动电极板的相对面积相等；所述第三电极板和所述第四电极板与所述可动电极板的相对面积相等。

4.根据权利要求1所述的mems器件，其中，所述检测电路包括：

5.根据权利要求1所述的mems器件，其中，所述参考电路包括：

6.根据权利要求4或5所述的mems器件，其中，还包括电压源，所述电压源连接至所述可动电极板，用于向所述第一电容、第二电容、第三电容以及第四电容提供电压。

7.根据权利要求1所述的mems器件，其中，所述第一电极板和所述第三电极板之间相互分离或者通过绝缘介质连接。

8.根据权利要求1所述的mems器件，其中，所述第二电极板和所述第四电极板之间相互分离或者通过绝缘介质连接。

9.根据权利要求1所述的mems器件，其中，所述mems器件为mems加速度计。

10.根据权利要求1所述的mems器件，其中，所述mems器件为mems陀螺。

技术总结
公开了一种MEMS器件，包括：可动电极板；位于可动电极板第一侧的第一电极板和第三电极板，第一电极板与可动电极板构成第一电容，第三电极板与可动电极板构成第三电容；以及位于可动电极板第二侧的第二电极板和第四电极板，第二电极板与可动电极板构成第二电容，第四电极板与可动电极板构成第四电容；其中，第一电容和第二电容连接至检测电路；第三电容和第四电容连接至参考电路；检测电路的输出端和参考电路的输出端连接至除法器的输入端，除法器用于消除检测电路的输出电压与可动电极板位移的非线性关系。

技术研发人员：丁海涛
受保护的技术使用者：准懋（杭州）科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/2/6