微陣列加速度傳感器的版圖設計

微陣列加速度傳感器的版圖設計
微陣列加速度傳感器版圖設計是依賴于傳感陣列布陣的研究。根據(jù)上述的回歸分析方法確定因子空間中傳感器有效的布陣，從而可以用較少的傳感器得到有效的、足夠的關于研究對象的加速度場的信息。
借助正交回歸設計對線性和非線性情況下傳感陣列的布陣設計進行研究：
1) 線性情況
經(jīng)正交實驗和回歸分析后，按照正交表來安排試驗，二水平正交表如表1所示。
圖1所示的版圖在3 mm×3 mm芯片平面上有8個懸臂梁組成，在每個懸臂梁根部上面有變形電阻。變形電阻中心點位置處在同一平面上，其中4個在頂點，另外4個是正方形四邊的中點位置，8點形成正方形圖形。
2) 非線性情況
經(jīng)理論分析計算和實驗研究，其實驗數(shù)據(jù)如表2所示。
圖2所示版圖為在3 mm×3 mm的芯片平面上刻制有8個懸臂梁組成，每個懸臂梁根部上表面有變形電
阻。變形電阻的中心位于同一平面圓周上，其位置是在同一圓周8等分的點處。
表1 二水平正交表
表2 各點實驗值

圖1 適用線性情況微陣列加速度傳感器版圖 圖2 適用非線性情況微陣列加速度傳感器版圖

微陣列式加速度傳感器的工藝制造
加工微陣列式加速度傳感器的工藝特點是集成電路三維加工工藝與二維加工工藝相結合，實現(xiàn)雙極集成電路與傳感器體加工工藝相并容方法制成。采用多次光刻及高深寬比加工工藝使控制深度達到50 μm，其工藝流程框圖如圖3所示。

圖3 工藝流程框圖
經(jīng)上述工藝多次光刻和擴散處理后制成的樣品，其微陣列加速度傳感器的參數(shù)如下：
1) 芯片面積：3 mm×3 mm
2) 測試加速度范圍：100~5 000 g
3) 靈敏度：0.98 V/g
4) 適應環(huán)境溫度：−40~+400℃