闭环微电子机械加速度计和制造微电子机械加速度计方法与流程

技术特征：
1.一种闭环微电子机械加速度计，包括：半导体材料的衬底；半导体材料的面外感测块，所述面外感测块具有面向支撑体的第一侧和与所述第一侧相对的第二侧，其中所述面外感测块被连接到所述支撑体以围绕非重心的支点轴线振荡，所述非重心的支点轴线平行于所述第一侧和所述第二侧并且垂直于面外感测轴线；以及反馈电极，所述反馈电极电容性地耦合到所述感测块并且被配置为将相反的静电力和围绕所述支点轴线的扭矩施加于所述感测块，其中所述反馈电极包括面向所述面外感测块的所述第一侧的第一组反馈电极和面向所述面外感测块的所述第二侧的第二组反馈电极。2.根据权利要求1所述的加速度计，其中所述反馈电极包括：第一反馈电极和第二反馈电极，所述第一反馈电极和所述第二反馈电极相对于所述支点轴线对称地被布置在所述支撑体上并且面向所述面外感测块的所述第一侧；以及第三反馈电极和第四反馈电极，所述第三反馈电极和所述第四反馈电极由相应的反馈支撑件相对于所述支点轴线对称地支撑并且面向所述面外感测块的所述第二侧。3.根据权利要求2所述的加速度计，其中所述第三反馈电极和所述第四反馈电极分别被布置在与所述第二反馈电极的位置和所述第一反馈电极的位置相对应的位置中。4.根据权利要求3所述的加速度计，其中所述第一反馈电极和所述第三反馈电极彼此直接地被连接，并且所述第二反馈电极和所述第四反馈电极彼此直接地被连接并且与所述第一反馈电极和所述第三反馈电极绝缘。5.根据权利要求2所述的加速度计，其中所述反馈支撑件包括相应的第一结构和相应的第二结构，所述相应的第一结构锚定到所述支撑体并且穿过所述面外感测块中的开口在平行于所述面外感测轴线的方向上延伸，所述相应的第二结构在垂直于所述面外感测轴线的方向上从所述相应的第一结构延伸并且面向所述面外感测块的所述第二侧。6.根据权利要求5所述的加速度计，其中所述反馈支撑件由半导体材料制成，并且所述第一结构被连接到相应的反馈导线，所述相应的反馈导线形成在所述支撑体上并且彼此绝缘。7.根据权利要求1所述的加速度计，包括感测电极，所述感测电极电容性地耦合到所述感测块并且被配置为感测所述感测块围绕所述支点轴线的角位置。8.根据权利要求7所述的加速度计，其中所述感测电极包括：第一感测电极和第二感测电极，所述第一感测电极和所述第二感测电极相对于所述支点轴线对称地被布置在所述支撑体上并且面向所述面外感测块的所述第一侧；以及第三感测电极和第四感测电极，所述第三感测电极和所述第四感测电极由相应的感测支撑件相对于所述支点轴线对称地支撑并且面向所述面外感测块的所述第二侧，其中所述第三感测电极和所述第四感测电极分别被布置在与所述第二感测电极的位置和所述第一感测电极的位置相对应的位置中。9.根据权利要求8所述的加速度计，其中所述第一感测电极和所述第三感测电极彼此直接地连接，并且所述第二感测电极和所述第四感测电极彼此直接地连接并且与所述第一感测电极和所述第三感测电极绝缘。10.根据权利要求8所述的加速度计，其中所述感测支撑件包括相应的第一结构和相应
的第二结构，所述相应的第一结构锚定到所述支撑体并且穿过所述面外感测块中的开口在平行于所述面外感测轴线的方向上延伸，所述相应的第二结构在垂直于所述面外感测轴线的方向上从所述相应的第一结构延伸并且面向所述面外感测块的所述第二侧，其中所述感测支撑件由半导体材料制成，并且所述第一结构被连接到相应的感测导线，所述相应的感测导线形成在所述支撑体上并且彼此绝缘。11.根据权利要求7所述的加速度计，包括：感测级，所述感测级耦合到所述感测电极并且被配置为生成读取信号，所述读取信号指示所述面外感测块围绕所述支点轴线的角位置；以及控制设备，所述控制设备被配置为向所述反馈电极供应从所述读取信号生成的控制信号并且被配置为施加所述静电力以便响应于惯性力将所述面外感测块带回到平衡位置。12.根据权利要求11所述的加速度计，其中所述静电力包括具有相等模量和相反方向的第一静电反馈力以及具有相等模量和相反方向的第二静电反馈力。13.一种电子系统，包括：处理电路装置；以及耦合到所述处理电路装置的闭环微电子机械加速度计，所述加速度计包括：半导体材料的衬底；半导体材料的面外感测块，所述面外感测块具有面向所述支撑体的第一侧和与所述第一侧相对的第二侧，其中所述面外感测块被连接到所述支撑体以围绕非重心的支点轴线振荡，所述非重心的支点轴线平行于所述第一侧和所述第二侧并且垂直于面外感测轴线；以及反馈电极，所述反馈电极电容性地耦合到所述感测块并且被配置为将相反的静电力和围绕所述支点轴线的扭矩施加于所述感测块，其中所述反馈电极包括面向所述面外感测块的所述第一侧的第一组反馈电极和面向所述面外感测块的所述第二侧的第二组反馈电极。14.根据权利要求13所述的电子系统，其中所述反馈电极包括：第一反馈电极和第二反馈电极，所述第一反馈电极和所述第二反馈电极相对于所述支点轴线对称地被布置在所述支撑体上并且面向所述面外感测块的所述第一侧；以及第三反馈电极和第四反馈电极，所述第三反馈电极和所述第四反馈电极由相应的反馈支撑件相对于所述支点轴线对称地支撑并且面向所述面外感测块的所述第二侧。15.根据权利要求14所述的电子系统，其中所述第三反馈电极和所述第四反馈电极分别被布置在与所述第二感测电极的位置和所述第一感测电极的位置相对应的位置中。16.根据权利要求15所述的电子系统，其中所述第一反馈电极和所述第三反馈电极彼此直接地连接，并且所述第二反馈电极和所述第四反馈电极彼此直接地连接并且与所述第一反馈电极和所述第三反馈电极绝缘。17.根据权利要求13所述的电子系统，其中所述反馈支撑件包括相应的第一结构和相应的第二结构，所述相应的第一结构锚定到所述支撑体并且穿过所述面外感测块中的开口在平行于所述面外感测轴线的方向上延伸，所述相应的第二结构在垂直于所述面外感测轴线的方向上从所述相应的第一结构延伸并且面向所述面外感测块的所述第二侧。18.一种用于制造闭环微电子机械加速度计的方法，包括：
形成半导体材料的面外感测块，所述面外感测块具有面向所述支撑体的第一侧和与所述第一侧相对的第二侧，其中所述面外感测块被连接到支撑体以围绕非重心的支点轴线振荡，所述非重心的支点轴线平行于所述第一侧和所述第二侧并且垂直于所述面外感测轴线；以及形成反馈电极，所述反馈电极电容性地耦合到所述感测块并且被配置为将相反的静电力和围绕所述支点轴线的扭矩施加于所述感测块，其中形成所述反馈电极包括：在所述支撑体的衬底上形成第一外延结构层，所述第一外延结构层通过具有开口的绝缘层与所述衬底部分地分离；在所述衬底与所述面外感测块的所述第一侧之间形成第一组反馈电极；在所述第一外延结构层上形成硬掩模区域，并且在相邻硬掩模区域之间形成第一开口；形成穿过所述第一开口连接到所述第一外延结构层的第二外延结构层；以及从所述第二外延结构层形成第二组反馈电极。19.根据权利要求18所述的方法，包括：形成穿过所述面外感测块的第二开口；以及形成反馈支撑件，所述反馈支撑件从所述衬底延伸穿过用于所述第二组反馈电极的所述第二开口，其中形成所述反馈支撑件包括从所述第一外延结构层形成所述反馈支撑件的第一结构以及从所述第二外延结构层形成所述反馈支撑件的第二结构。20.根据权利要求18所述的方法，其中形成所述面外感测块包括从所述第一外延结构层形成所述面外感测块。

技术总结
本公开的各实施例涉及闭环微电子机械加速度计和制造微电子机械加速度计方法。闭环微电子机械加速度计包括半导体材料的衬底、面外感测块和反馈电极。半导体材料的面外感测块具有面向支撑体的第一侧和与第一侧相对的第二侧。面外感测块还被连接到支撑体以围绕非重心的支点轴线振荡，非重心的支点轴线振荡平行于第一侧和第二侧并且垂直于面外感测轴线。反馈电极电容性地耦合到感测块并且被配置为将相反的静电力施加于感测块。反的静电力施加于感测块。反的静电力施加于感测块。


技术研发人员：G
受保护的技术使用者：意法半导体股份有限公司
技术研发日：2022.07.21
技术公布日：2023/2/6