具有止动间隙小于最小蚀刻大小的超程止动件的加速度计的制作方法

1.本公开大体上涉及一种加速度计，并且更具体地说，涉及一种例如微机电系统(mems)加速度计之类的加速度计中的超程止动件，所述超程止动件的止动间隙小于最小蚀刻大小，这防止检测质量块的运动超出期望范围。


背景技术：

2.加速度计是一种测量加速度的微机电系统(mems)装置类型。通常，除了其它组成部件，mems加速度计还包括可移动元件，也称为检测质量块，所述检测质量块联接到顺应性弹簧结构以允许检测质量块沿线性方向移动。当mems加速度计经历加速度时，检测质量块也会经历加速度并且由于加速度而移动。然后，检测质量块的运动可以转换为具有与检测质量块的移动(例如检测质量块的加速度)成比例的参数幅值的电信号(例如，电压、电流、频率等)。
3.在一些情况下，mems加速度计会经历剧烈加速度或高作用力，从而导致检测质量块移动超出期望距离或表现出不稳定行为。这种移动或行为可能会损坏mems加速度计。为了减少这种损坏，许多mems加速度计包括一个或多个距离限制器，通常称为锚定到基板的超程止动件。这些超程止动件允许检测质量块在超程止动件限制检测质量块的移动之前行进一段称为止动间隙的距离，以便检测质量块不会移动超出期望距离。


技术实现要素：

4.根据本发明的一个方面，提供一种微机电系统(mems)加速度计，包括：
5.顺应性弹簧结构，其包括第一横杆、第二横杆和刚性结构，其中所述第一横杆的一个末端和所述第二横杆的一个末端联接到所述刚性结构；
6.检测质量块，其联接到所述第二横杆的另一末端；以及
7.弹簧锚定件，其联接到所述第一横杆的另一末端；
8.其中响应于所述检测质量块移动，联接到所述刚性结构的延伸部沿与所述检测质量块的运动相反的方向移动，以接触所述检测质量块并且使所述检测质量块的移动停止。
9.根据本发明的一个或多个实施例，所述刚性结构沿与所述检测质量块的所述运动正交的方向旋转，这使得所述延伸部沿所述相反的方向移动。
10.根据本发明的一个或多个实施例，所述检测质量块的最大位移小于所述mems加速度计的制造工艺的最小蚀刻大小。
11.根据本发明的一个或多个实施例，所述检测质量块的最大位移和所述延伸部的最大位移的总和小于或等于最小蚀刻大小。
12.根据本发明的一个或多个实施例，mems加速度计另外包括感测指状件，所述感测指状件感测所述感测指状件与所述检测质量块之间的电容，其中随时间而变的所述电容指示所述检测质量块的加速度。
13.根据本发明的一个或多个实施例，所述感测指状件与所述检测质量块之间的感测
间隙大于所述mems加速度计的制造工艺的最小蚀刻大小。
14.根据本发明的一个或多个实施例，所述第一横杆和所述第二横杆的所述末端沿着所述第一横杆和所述第二横杆的纵向方向。
15.根据本发明的一个或多个实施例，所述弹簧锚定件锚定到基板。
16.根据本发明的一个或多个实施例，所述延伸部的长度基于所述检测质量块的所述运动确定所述延伸部的位移。
17.根据本发明的一个或多个实施例，随着所述延伸部的所述长度增加，在所述延伸部接触所述检测质量块之前，所述检测质量块的位移减少。
18.根据本发明的第二方面，提供一种方法，包括：
19.响应于加速度而沿第一方向移动mems加速度计的检测质量块；
20.响应于所述检测质量块沿所述第一方向移动，沿与所述第一方向相反的第二方向移动所述mems加速度计的顺应性弹簧结构的延伸部，其中所述顺应性弹簧结构联接到所述检测质量块；以及
21.当所述检测质量块的绝对位移和所述延伸部的绝对位移的总和小于或等于最小蚀刻大小时，通过所述延伸部接触所述检测质量块以使所述检测质量块停止。
22.根据本发明的一个或多个实施例，移动所述延伸部包括沿与所述检测质量块的所述运动正交的方向旋转所述顺应性弹簧结构的刚性结构，这使得所述延伸部沿所述相反的方向移动。
23.根据本发明的一个或多个实施例，所述检测质量块的最大位移小于所述mems加速度计的制造工艺的最小蚀刻大小。
24.根据本发明的一个或多个实施例，所述检测质量块的最大位移和所述延伸部的最大位移的总和等于所述最小蚀刻大小。
25.根据本发明的一个或多个实施例，该方法另外包括通过感测指状件感测所述感测指状件与所述检测质量块之间的电容，其中随时间而变的所述电容指示所述检测质量块的移动。
26.根据本发明的一个或多个实施例，所述感测指状件与所述检测质量块之间的感测间隙大于所述mems加速度计的制造工艺的最小蚀刻大小。
27.根据本发明的一个或多个实施例，所述感测指状件锚定到基板。
28.根据本发明的一个或多个实施例，弹簧锚定件将所述顺应性弹簧结构锚定到基板。
29.根据本发明的一个或多个实施例，所述延伸部的长度基于所述检测质量块的所述运动确定所述延伸部的位移。
30.根据本发明的一个或多个实施例，随着所述延伸部的所述长度增加，在所述延伸部接触所述检测质量块之前，所述检测质量块的位移减少。
附图说明
31.图1a和1b分别是根据本发明的示例性实施例的示例微机电系统(mems)加速度计的俯视图和侧视图。
32.图2示出了根据本发明的示例性实施例的mems加速度计的操作。
33.图3是根据本发明的示例性实施例的mems加速器的顺应性弹簧结构的操作原理的示意图的例子。
34.图4是根据本发明的示例性实施例的顺应性弹簧结构的运动放大的操作原理的示意图的例子。
35.图5是根据本发明的示例性实施例的顺应性弹簧结构的替代性例子。
36.图6是根据本发明的示例性实施例的与mems加速度计的操作相关联的功能的流程图。
37.图式是为了示出示例实施例，但应理解，实施例不限于图式中所示的布置和手段。
具体实施方式
38.止动间隙是允许检测质量块行进或移动的距离，直到锚定到基板的超程止动件停止移动检测质量块为止。止动间隙通常是与制造mems加速度计相关联的半导体工艺的最小蚀刻大小，并且在超程止动件使移动检测质量块停止之前，允许检测质量块行进不超过由最小蚀刻大小限定的止动间隙距离。
39.如果由于工艺限制，止动间隙过大，则检测质量块可能会加速到一定速度，从而与超程止动件接触会导致检测质量块碎裂、超程止动件碎裂或检测质量块和超程止动件两者都碎裂。本文所公开的实施例涉及形成小于或等于半导体工艺的最小蚀刻大小并且由所述最小蚀刻大小限定的止动间隙。在例子中，在不改变半导体工艺间距的情况下控制止动间隙。检测质量块联接到mems加速度计中的顺应性弹簧结构，这允许检测质量块在mems加速度计的加速度期间沿某一方向(例如，线性方向)移动。顺应性弹簧结构具有张力或硬度k，当mems加速度计不再受到加速度作用时，所述张力或硬度k使检测质量块移动回初始位置。当受到加速度作用时，呈顺应性弹簧结构的延伸部的形式的超程止动件响应于检测质量块的运动而沿相反的方向移动。延伸部具有合适大小的长度来控制止动间隙的大小以及在延伸部接触检测质量块时使检测质量块的运动停止。延伸部经由顺应性弹簧结构锚定到基板，以便当延伸部接触检测质量块时，延伸部使检测质量块的运动停止。检测质量块从静止位置沿一个方向的移动以及延伸部沿与检测质量块的移动相反的方向的响应性移动具有等于最小蚀刻大小的绝对总位移，但检测质量块的位移小于最小蚀刻大小，因此止动间隙小于最小蚀刻大小。与通过具有最小蚀刻大小距离的止动间隙行进的检测质量块相比，较小的止动间隙使得在检测质量块停止之前检测质量块的速度较小，并且减少检测质量块、延伸部或检测质量块和延伸部两者因接触而碎裂或损坏的机会。
40.图1a和1b分别是根据本发明的示例性实施例的示例微机电系统(mems)加速度计100的俯视图和侧视图。加速度计100表示沿线性方向测量加速度的单轴加速度计。图1a的俯视图可示出xy平面中的加速度计100，其中z轴与页面正交。另外，在例子中，加速度计100可以具有检测质量块102、感测指状件104-1至104-4和顺应性弹簧结构106以测量加速度。
41.检测质量块102可以是联接到顺应性弹簧结构106的已知检测质量块，所述顺应性弹簧结构106允许检测质量块102线性移动。在例子中，检测质量块102和顺应性弹簧结构106可以由例如单晶硅或多晶硅之类的硅材料制成。在例子中，例如顺应性弹簧结构之类的顺应性机构是通过弹性体变形实现力和运动传输的柔性机构。由于mems加速度计100的加速度和检测质量块102的所得加速度，顺应性弹簧结构106可以使检测质量块102沿线性方
向移动。为了便于说明，以下例子将方向描述为沿 y或-y方向，但检测质量块102可以沿其它线性或非线性方向移动。顺应性弹簧结构106可以由顺应性部件构成。在例子中，顺应性部件可以包括柔性横杆108、柔性横杆112和刚性结构110。另外，在例子中，柔性横杆108、柔性横杆112和刚性结构110可以通过硅材料的半导体图案化和蚀刻工艺制造，并且形成为提供期望柔性、硬度或刚度的单个整体结构。另外，可根据设计偏好调整柔性横杆108、柔性横杆112和刚性结构110的尺寸和数量，以形成顺应性弹簧结构106。在例子中，横杆的厚度可以是25μm，其中横杆宽度为2μm，并且长度为100μm至400μm。
42.横杆112可沿横杆112的纵向方向具有相应的末端116、118。横杆112的末端116可以联接到弹簧锚定件114，而末端118可以联接到脊状结构110。如图1b的侧视图所示，弹簧锚定件114可以沿着图1a的横截面1b联接到基板150。基板150可以相对于检测质量块102的运动保持静止，并且固定横杆112的末端116，使其不会相对于检测质量块102的移动而移动。在例子中，基板150可以是顺应性弹簧结构106的底层表面或底层支座，在例子中，所述顺应性弹簧结构106不接触检测质量块102。另外，横杆108可以沿横杆108的纵向方向具有相应的末端120、122。横杆108的末端120可以联接到刚性结构110，并且横杆108的末端122可以联接到检测质量块102。末端116、118、120、122的联接可以是固定接头，所述固定接头将末端固定到弹簧锚定件114、检测质量块102或刚性结构110，并且接头处没有任何旋转移动。
43.感测指状件104-1至104-4可以确定检测质量块102的加速度。另外，与所示出的感测指状件相比，mems加速度计100可具有更少或更多的感测指状件。
44.为了便于解释，现在将描述感测指状件104-1的结构和操作。为简洁起见，可能不描述具有类似结构且操作类似的感测指状件104-2至104-4。感测指状件104-1可以具有由硅材料构造的电极126。所述电极126可以在电极锚定件124处锚定到基板150。通过锚定到基板150，感测指状件104-1可以相对于检测质量块102的移动保持静止，以便测量检测质量块102响应于加速度的移动。感测间隙128可以将感测指状件104-1与检测质量块102分离，并且可能是例如空气之类的绝缘材料。感测指状件104-1、感测间隙128和检测质量块102可以形成如电容c所示的电容器。另外，检测质量块102的移动可以改变感测间隙128的大小和由此产生的电容，使得随时间而变的差分电容指示移动，例如检测质量块102的加速度。然后，可以将差分电容转换为具有与加速度成比例的参数幅值的电信号(例如，电压、电流、频率等)。
45.感测指状件104-1至104-4可定位在相对于检测质量块102的各种位置和取向处以测量检测质量块102的加速度。当检测质量块102沿一个方向行进时，感测指状件与检测质量块102之间的电容可能会增加，而当检测质量块102沿另一方向行进时所述电容会减少。例如，当检测质量块沿 y方向移动时，那么感测指状件104-1与检测质量块102之间的电容可能会增加，而感测指状件104-2与检测质量块102之间的电容可能会减少。可替换的是，当检测质量块102沿a-y方向移动时，那么感测指状件104-1的电容可能会减少，而感测指状件104-2的电容可能会增加。
46.超程止动件允许检测质量块在超程止动件使检测质量块停止之前行进一定距离，以便检测质量块不会移动超出一定距离。止动间隙限定了允许检测质量块移动直到检测质量块停止的距离。止动间隙通常具有由半导体工艺的蚀刻大小限定的大小。蚀刻大小是由
半导体工艺的蚀刻工艺产生的间隙的大小，并且通常是由半导体工艺的最小间距大小或最小特征大小限定的最小蚀刻大小。在超程止动件使检测质量块停止移动之前，超程止动件通常允许检测质量块行进不超过由最小蚀刻大小限定的止动间隙的大小。
47.较小的止动间隙可能比较大的止动间隙更好，以便检测质量块不会加速到当超程止动件接触检测质量块以使检测质量块停止时导致检测质量块碎裂或损坏、超程止动件碎裂或损坏，或检测质量块和超程止动件两者都碎裂或损坏的速度。但是，由于最小蚀刻大小通常限定了止动间隙的大小，因此止动间隙受到半导体工艺的限制，并且在不改变半导体工艺间距的情况下无法使其小于最小蚀刻大小。
48.本文所公开的实施例涉及包括延伸部130的顺应性弹簧结构106，这允许将止动间隙形成为小于或等于最小蚀刻大小和/或在一些例子中无需改变半导体工艺。在例子中，最小蚀刻大小可以限定止动间隙。在例子中，顺应性弹簧结构106的延伸部130被布置成沿与检测质量块102的运动相反的方向响应性地行进，以阻止检测质量块102由于加速度而移动。相反的方向可以是检测质量块102的行进方向以外的方向，例如与检测质量块102的运动基本上相差180度的方向。例如，当检测质量块102沿 y方向移动时，延伸部130沿-y方向移动。末端122的移动使得延伸部130沿相反的y方向移动，从而导致延伸部130接触检测质量块102并且由于检测质量块102的加速度而使检测质量块102的运动停止。检测质量块102和延伸部130因相应的移动而产生的总位移可以限定止动间隙的大小。图1a示出了顺应性弹簧结构106和检测质量块102在未受到加速度作用时的静止位置。在例子中，检测质量块102可以由于沿 y方向的加速度而从此静止位置移动，并且延伸部130可以沿-y方向响应性地移动，使得检测质量块102和延伸部130的总绝对位移基本上是最小蚀刻大小，并且检测质量块102可以移动小于最小蚀刻大小。在例子中，检测质量块102的运动和延伸部130的相反运动可以将止动间隙的大小减小到小于最小蚀刻大小。
49.间隔132是在检测质量块102未受到加速度作用时延伸部130与检测质量块之间的距离。可基于硅材料中的半导体图案化和蚀刻工艺制造间隔132，使其基本上为最小蚀刻大小，以允许检测质量块102和延伸部130的总位移小于或等于最小蚀刻大小。当检测质量块102受到加速度作用时，间隔132可能会发生变化。另外，在例子中，可以基于硅材料中的半导体图案化和蚀刻工艺来制造延伸部130，以形成具有提供期望硬度或刚度的尺寸的单个整体结构。在例子中，延伸部130可以具有25μm的厚度和约5μm至10μm宽的宽度，但可制造成像例如最小蚀刻大小一样小，通常为2μm。
50.顺应性弹簧结构106还可以具有以类似于延伸部130的方式操作的延伸部134。与延伸部130不同，如果检测质量块102由于加速度而沿a-y方向移动，则延伸部134可以接触检测质量块102以使检测质量块102的运动停止。延伸部130可用于使检测质量块102停止在止动间隙中，所述止动间隙小于与关于延伸部130描述的最小蚀刻大小类似的最小蚀刻大小。
51.与感测指状件104-1至104-4相关联的感测间隙128的大小也可能取决于止动间隙的大小。感测间隙128的大小可以与检测质量块102的移动成比例地变化。在例子中，感测间隙128的大小可以大于止动间隙，以便检测质量块102的运动等于止动间隙的大小不会导致感测指状件104-1至104-4接触检测质量块102，并且不会在感测指状件104-1至104-4与检测质量块102之间产生静电闭锁或短路。另外，由感测指状件104测量的加速度分辨率可能
取决于感测间隙128的大小。大小较大的止动间隙可能使得维持较大的感测间隙128并且由感测指状件104-1至104-4测量的加速度分辨率较低。相反，大小较小的止动间隙可能使得维持较小的感测间隙128并且由感测指状件104-1至104-4测量的加速度的分辨率较高。
52.较小的止动间隙还使得顺应性弹簧结构106施加较高的恢复力，以减少检测质量块102的静摩擦。静摩擦是当表面粘附力高于mems加速度计100的机械恢复力时出现的不良情况。静摩擦被认为常常发生在其中具有极为接近的面积的两个表面进行接触的情况中。例如，在宏观和微观粗糙度水平处的接触面积越大，静摩擦的风险就越大。
53.图2示出了根据本发明的示例性实施例的mems加速度计100的操作。根据本发明的示例性实施例，所述操作可包括所示的检测质量块102沿一个方向的运动使得顺应性弹簧结构106的延伸部130沿相反的方向移动以接触检测质量块102。另外，由于弹簧锚定件114联接到基板150，因此运动可能导致横杆108和横杆112中的一个或多个变形。检测质量块102可以由于加速度而沿 y方向移动，所述加速度使延伸部130沿-y方向移动并且在表面202处接触检测质量块102以使检测质量块102停止移动，因为延伸部130经由顺应性弹簧结构106联接到弹簧锚定件114。在例子中，顺应性弹簧结构106的附接到检测质量块102的末端可以沿 y方向产生1.1μm的位移。延伸部130沿-y方向响应性地偏转0.4μm，以在点202处与检测质量块102接触。检测质量块102和延伸部130可共同移动1.5μm，这是最小蚀刻大小，但延伸部130可以接触检测质量块102，并且在行进约1.1μm而非1.5μm的最小蚀刻大小后停止运动。止动间隙可减少约25％，并且允许较小的感测间隙。检测质量块102和延伸部130的位移与间隔132之间的关系可由以下等式表示：
54.abs(δy
检测质量块位移
) abs(δy
延伸部位移
)≤最小蚀刻大小
55.其中δy
检测质量块位移
是检测质量块的位移，δy
延伸部位移
是响应于检测质量块位移的延伸部的位移，并且abs是绝对值函数。当延伸部的位移为非零时，检测质量块的位移可能小于或等于最小蚀刻大小。在例子中，最小蚀刻大小可以限定止动间隙。在例子中，检测质量块最大位移的绝对值加上检测质量块最大位移引起的延伸部的最大位移的绝对值可能小于或等于最小蚀刻大小。
56.顺应性弹簧结构106还可以具有以类似于延伸部130的方式操作的延伸部134。如果检测质量块102由于加速度而沿a-y方向移动，则延伸部134可以接触检测质量块102以使检测质量块102的运动停止。延伸部134可在检测质量块102的表面206上接触检测质量块，并且用于使检测质量块102停止在止动间隙中，所述止动间隙小于与关于延伸部130描述的最小蚀刻大小类似的最小蚀刻大小。
57.图3是根据本发明的示例性实施例的顺应性弹簧结构106的操作原理的示意图300的例子。操作原理基于检测质量块102响应于沿一个方向移动的加速度和顺应性弹簧结构106的刚性结构110旋转的运动，这使得延伸部130沿相反的方向移动以限定检测质量块102的止动间隙，而不是作为检测质量块102移动的半导体工艺的最小蚀刻大小的止动间隙。
58.示意图300将顺应性弹簧结构106建模为悬臂弹簧结构，所述悬臂弹簧结构具有其硬度k分别由加速度计100中的横杆112、刚性结构110和横杆108限定的柔性横杆304、刚性中心质量块306和柔性横杆308。横杆304的末端302可固定到基准，例如固定到弹簧锚定件114，而横杆304的另一末端314可联接到刚性中心质量块306。另外，横杆308的末端310可以联接到例如检测质量块102之类的移动质量块，而横杆308的末端316可以联接到刚性中心
质量块306。横杆308可基于检测质量块102质量响应于加速度沿y方向的移动而弯曲。弯曲可能使得刚性中心质量块306在沿与x方向和y方向正交的z轴旋转。弯曲和旋转可以是顺应性弹簧结构106的示例变形。刚性中心质量块306可以具有延伸部312，所述延伸部312响应于检测质量块102的运动，将刚性中心质量块306的旋转转换为沿与检测质量块102的运动相反的方向的y轴运动。基于检测质量块102的运动，延伸部312可以移动并最终接触检测质量块102，并且使检测质量块102的移动停止。检测质量块102沿y方向的运动和延伸部312沿相反y方向的运动使得检测质量块102和延伸部312的总位移基本上为最小蚀刻大小，但止动间隙可能小于最小蚀刻大小。
59.在例子中，延伸部312和检测质量块102的绝对位移可以不大于半导体工艺的最小蚀刻大小。延伸部312的长度可以确定延伸部312接触检测质量块102并且使检测质量块102停止时的距离。如果延伸部312的长度较长，则与延伸部312的位移相比，检测质量块102在被延伸部312停止之前行进的距离较短。如果延伸部312的长度较短，则与延伸部312的位移相比，检测质量块102在被延伸部312停止之前行进的距离较长。
60.图4是根据本发明的示例性实施例的运动放大器的操作原理的示意图400的例子。示意图400示出了联接到横杆404的刚性中心质量块406。横杆404的一个末端402可联接到固定基准，例如联接到锚定件114，并且横杆404的另一末端412可联接到刚性中心质量块406。刚性中心质量块406可具有由检测质量块102的运动(例如加速度)引起的沿y方向的位移408，但此位移可随着与刚性中心质量块406的距离增加而增加，如位移410所示。位移的增加是位移408的运动放大。可以基于期望的运动放大量来调整延伸部312的长度，以实现期望的止动间隙大小。较长的延伸部312可以减小止动间隙大小，而较短的延伸部312可以增大止动间隙大小。
61.图5是根据本发明的示例性实施例的顺应性弹簧结构500的替代性例子。与顺应性弹簧结构106相比，布置在检测质量块102中的顺应性弹簧结构500产生更软的弹簧常数。顺应性弹簧结构500可以具有横杆502和延伸部506、508。横杆502的一个末端可以联接到锚定件504，而横杆502的另一末端可以在联接器510处联接到延伸部506、508。延伸部506、508的一个末端可以联接到检测质量块102，延伸部506、508的另一末端可以在耦合器510处联接到横杆502。由于接触检测质量块102的加速度，延伸部506、508可以沿与检测质量块102的运动相反的方向移动。间隔514可以确定检测质量块102与延伸部506之间的距离。类似地，间隔512可以确定检测质量块102与延伸部508之间的距离。示出的顺应性弹簧结构500和检测质量块102未受到加速度作用，使得例子中的间隔514、512等于最小蚀刻大小但将会基于加速度而变化，并且使得延伸部506，508取决于检测质量块102的移动方向而分别在检测质量块102上的点516或点518处与检测质量块102接触。另外，延伸部506、508的长度可以确定止动间隙的大小小于与mems加速度计100的制造工艺相关联的最小蚀刻大小。在例子中，联接到顺应性弹簧结构500的检测质量块102沿 y方向的1.0μm的移动可使得延伸部506、508沿-y方向移动-0.5μm。如果最小蚀刻大小为1.5um，则延伸部506、508可使检测质量块102在行进1.0μm之后停止移动。这种设计使止动间隙减少了约33％。
62.图6是根据本发明的示例性实施例的与mems加速度计100的操作相关联的功能600的流程图。在602处，mems加速度计100的检测质量块102响应于加速度而沿第一方向移动。第一方向可以是对应于 y方向或-y方向的线性方向。在604处，响应于检测质量块102沿第
一方向移动，mems加速度计100的顺应性弹簧结构106的延伸部130、134沿与第一方向相反的第二方向移动。在例子中，顺应性弹簧结构106可以联接到检测质量块102。另外，在例子中，检测质量块102的运动导致横杆108弯曲，从而使得顺应性弹簧结构106的刚性结构110旋转，从而使得延伸部130沿与检测质量块102相反的方向移动。在606处，当检测质量块102的绝对位移和延伸部130的绝对位移的总和基本上为最小蚀刻大小时，延伸部130接触检测质量块102以使检测质量块102停止。最小蚀刻大小可以基于mems加速度计100的制造工艺。延伸部130可以经由锚定件114联接到基板150，这样会使检测质量块102停止移动。在例子中，止动间隙的大小可小于最小蚀刻大小，并且检测质量块102的最大绝对位移和延伸部130的最大绝对位移的总和可小于或等于最小蚀刻大小。
63.在一个实施例中，公开了一种微机电系统(mems)加速度计。所述mems加速度计包括：顺应性弹簧结构，其包括第一横杆、第二横杆和刚性结构，其中第一横杆的一个末端和第二横杆的一个末端联接到刚性结构，检测质量块联接到第二横杆的另一末端；以及弹簧锚定件，其联接到第一横杆的另一末端；其中响应于检测质量块移动，联接到刚性结构的延伸部沿与检测质量块的运动相反的方向移动，以接触检测质量块并且使检测质量块的移动停止。在实施例中，刚性结构沿与检测质量块的运动正交的方向旋转，这使得延伸部沿相反的方向移动。在实施例中，检测质量块的最大位移小于mems加速度计的制造工艺的最小蚀刻大小。在实施例中，检测质量块的最大位移和延伸部的最大位移的总和小于或等于最小蚀刻大小。在实施例中，所述mems加速度计另外包括感测指状件，所述感测指状件感测所述感测指状件与检测质量块之间的电容，其中随时间而变的所述电容指示检测质量块的加速度。在实施例中，感测指状件与检测质量块之间的感测间隙大于mems加速度计的制造工艺的最小蚀刻大小。在实施例中，第一横杆和第二横杆的末端沿着第一横杆和第二横杆的纵向方向。在实施例中，所述弹簧锚定件锚定到基板。在实施例中，延伸部的长度基于检测质量块的运动确定延伸部的位移。在实施例中，随着延伸部的长度增加，在延伸部接触检测质量块之前，检测质量块的位移减少。
64.在另一实施例中，公开了一种方法。所述方法包括：响应于加速度而沿第一方向移动mems加速度计的检测质量块；响应于检测质量块沿第一方向移动，沿与第一方向相反的第二方向移动mems加速度计的顺应性弹簧结构的延伸部，其中顺应性弹簧结构联接到检测质量块；以及当检测质量块的绝对位移和延伸部的绝对位移的总和小于或等于最小蚀刻大小时，通过延伸部接触检测质量块以使检测质量块停止。在实施例中，移动延伸部包括沿与检测质量块的运动正交的方向旋转顺应性弹簧结构的刚性结构，这使得延伸部沿相反的方向移动。在实施例中，检测质量块的最大位移小于mems加速度计的制造工艺的最小蚀刻大小。在实施例中，检测质量块的最大位移和延伸部的最大位移的总和等于最小蚀刻大小。在实施例中，所述方法另外包括通过感测指状件感测所述感测指状件与检测质量块之间的电容，其中随时间而变的电容指示检测质量块的移动。在实施例中，感测指状件与检测质量块之间的感测间隙大于mems加速度计的制造工艺的最小蚀刻大小。在实施例中，所述感测指状件锚定到基板。在实施例中，弹簧锚定件将顺应性弹簧结构锚定到基板。在实施例中，延伸部的长度基于检测质量块的运动确定延伸部的位移。在实施例中，随着延伸部的长度增加，在延伸部接触检测质量块之前，检测质量块的位移减少。
65.上文已详细描述了一些实施方案，并且各种修改也是可能的。包括本说明书中描
述的功能操作的所公开主题可以在电子电路系统、计算机硬件、固件、软件或它们的组合中实施，例如在本说明书中公开的结构装置及其结构等效物中实施：潜在地包括可操作以使例如处理器之类的一个或多个数据处理设备执行所描述的操作的程序(例如编码在非暂时性计算机可读介质中的程序代码，所述非暂时性计算机可读介质可以是存储器装置、存储装置、机器可读存储基板或其它物理、机器可读介质，或它们中的一个或多个的组合)。
66.尽管本说明书包含许多细节，但这些细节不应理解为限制可能主张的内容的范围，而是应理解为对特定于具体实施方案的特征的描述。在本说明书中在单独实施方案的情况下描述的某些特征还可在单个实施方案中组合地实施。相反地，在单个实施方案的上下文中描述的各种特征还可单独地在多个实施方案中实施或以任何合适的子组合形式实施。此外，尽管上文可将特征描述为以某些组合起作用且甚至最初如此主张，但在一些情况下，可将来自所主张的组合的一或多个特征从组合中删除，并且所主张的组合可针对子组合或子组合的变化。
67.类似地，尽管在附图中以特定次序描绘了操作，但这不应被理解为要求按照所示出的特定次序或按照先后次序来执行此类操作，或者要求执行所有示出的操作，以实现期望的结果。在某些情况下，多任务处理和并行处理可能是有利的。此外，上文所描述的实施方案中的各种系统部件的分开不应被理解为要求在所有实施方案中都这样分开。
68.除非另外具体陈述，否则在具有连词“和”的列表之后使用短语“中的至少一个”不应被视为排他性列表，并且不应被理解为具有来自每个类别的一个项目的类别列表。陈述“a、b和c中的至少一个”的句子可以含有列出的项目中的仅一个，列出的项目的整倍数，以及列表中的项目中的一个或多个和未列出的另一项目。
69.其它实施方案也落入所附权利要求书的范围内。