[发明专利]双面平行对称硅梁质量块结构及其制备方法

权利要求书

1.一种双面平行对称硅梁质量块结构，应用于加速度传感器中，其特征在于，至少包括：

支撑框，设置在所述加速度传感器中，其框体呈矩形结构；

质量块，顺应该框体呈矩形立方体结构并设置于所述框体中；

多个悬臂梁，各该悬臂梁的断面为五边形，所述悬臂梁沿所述质量块的水平方向的棱边延伸并连接至所述支撑框，各该悬臂梁对称分布在所述质量块的四个顶角与四个底角上，且所述质量块一顶角上分布的悬臂梁以及与其对应的底角上分布的悬臂梁对称且平行，其中，连接于该质量块顶角与所述框体之间的悬臂梁的上表面、所述框体的上表面、以及该质量块的上表面位于同一平面；连接于该质量块底角与所述框体之间的悬臂梁的下表面、所述框体的下表面、以及该质量块的下表面位于同一平面。

2.根据权利要求1所述的双面平行对称硅梁质量块结构，其特征在于：所述质量块的各顶角及与其对应的底角上分别分布一对平行的悬臂梁，且所述质量块相对两侧面水平方向的棱边分别延伸有两对悬臂梁。

3.根据权利要求1所述的双面平行对称硅梁质量块结构，其特征在于：所述质量块的各顶角及与其对应的底角上分别分布一对平行的悬臂梁，且所述质量块每个侧面水平方向的棱边分别延伸有一对悬臂梁。

4.根据权利要求1所述的双面平行对称硅梁质量块结构，其特征在于：所述质量块的各顶角及与其对应的底角上分别交叉分布两对平行的所述悬臂梁，且所述质量块每个侧面水平方向的棱边分别延伸有两对所述悬臂梁。

5.根据权利要求1所述的双面平行对称硅梁质量块结构，其特征在于：所述质量块的上、下表面、悬臂梁的上表面、以及支撑框的上、下表面分别为硅(100)晶面。

6.根据权利要求1所述的双面平行对称硅梁质量块结构，其特征在于：所述悬臂梁的五个表面包括一个硅(100)晶面、两个与所述硅(100)晶面相连接的硅(110)晶面，以及两个位于该二硅(110)晶面之间的由两个硅(111)晶面组成。

7.根据权利要求1所述的双面平行对称硅梁质量块结构，其特征在于：所述质量块各侧面上具有梯形槽。

8.一种双面平行对称硅梁质量块结构的制备方法，其特征在于，至少包括以下步骤：

1)利用双面正反对准光刻工艺在双抛(100)硅片上形成双面平行对称梁质量块图形区域，包括被光刻胶掩膜所覆盖的质量块区域、支撑框区域、以及悬臂梁区域；

2)以光刻胶做保护层，在所述硅片的两个表面分别进行干法刻蚀，形成平行对称悬臂梁结构、质量块结构、以及支撑框结构的雏形，并去除光刻胶保护层；

3)在所述硅片上下表面热生长一层二氧化硅保护层将刻蚀后形成的各该结构雏形的表面及侧面完全覆盖；

4)再次利用双面正反对准光刻工艺及腐蚀工艺，将处于所述支撑框结构与质量块结构之间、以及悬臂梁结构与支撑框结构之间的二氧化硅层腐蚀掉以形成所述硅片的各向异性腐蚀窗口；

5)利用湿法各向异性腐蚀工艺对所述硅片进行腐蚀，直至所述悬臂梁结构下表面出现两个腐蚀终止面(111)晶面，形成悬臂梁，同时形成质量块以及支撑框，并去除表面残余的二氧化硅保护层。

9.根据权利要求8所述的双面平行对称硅梁质量块结构的制备方法，其特征在于：所述步骤

1)中对硅片进行双面正反对准光刻时对准(110)晶向。