一种具有纯轴向变形敏感梁的面外压阻式加速度计芯片及其制备方法与流程

【技术领域】

本发明属于微机械电子传感器计量领域，具体涉及一种具有纯轴向变形敏感梁的面外压阻式加速度计芯片及其制备方法。

背景技术：

随着微加工工艺的不断发展，基于mems技术的产品在日常生活中应用的越来越广泛，而mems传感器主要由于具有体积小、重量轻、功耗低、可靠性高、易于集成等优点，已经成为微型传感器的主力军，正在逐渐取代传统机械传感器，广泛应用于消费电子产品、汽车工业、甚至航空航天、机械、化工及医药等各领域。

mems压阻式加速度传感器的工作原理与应变片式加速度传感器相比，主要的差别是电阻变化的原理不同：应变片中的金属丝或金属箔在受力时其形状发生了变化，引起了电阻值小幅的变化；而硅材料在受力时，除了其形状发生变化之外，更重要的是材料特性发生了变化，引起电阻值大幅的改变。

mems加速度传感器的灵敏度与工作带宽始终是其最主要工作指标，现有的加速度传感器由于结构设计和工艺加工等方面的原因使其具有较高的横向灵敏度，而在实际应用中会有来自各个方向的干扰信号，较高的横向灵敏度会影响传感器的测量精度，降低测量结果的可靠性。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种具有纯轴向变形敏感梁的面外压阻式加速度计芯片及其制备方法；本发明能够保证敏感梁的纯轴向形变，同时通过结构设计，提高了传感器的灵敏度，降低传感器的交叉灵敏度问题。

为达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：

一种具有纯轴向变形敏感梁的面外压阻式加速度计芯片，包括设置在芯片外框内部的质量块，质量块包括结构相同且相对于芯片外框的横向中心线对称的第一质量块和第二质量块；第一质量块的外侧面和第二质量块的外侧面各自通过一个支撑梁和芯片外框固定连接；第一质量块和第二质量块的内侧面通过敏感梁连接；

所述敏感梁包括若干个第一敏感梁和若干个第二敏感梁，第一敏感梁设置在两个质量块的中间部分，第二敏感梁分离设置在两个质量块的侧边部；敏感梁上的压敏电阻通过金属引线连接形成惠斯通全桥电路。

优选的，所述支撑梁设置在第一质量块或第二质量块沿z方向的中心线处，支撑梁的平面平行于芯片外框的平面。

优选的，每一个支撑梁上固定设置有蛇形梁，所述蛇形梁包括若干个蛇形单元，每一个蛇形单元的一端和芯片外框连接，另一端和第一质量块的外侧面或第二质量块的外侧面固定连接；所述蛇形单元为平面迂回结构。

优选的，所述蛇形梁包括两个蛇形单元，两个蛇形单元相对于芯片外框的竖向中心线对称设置。

优选的，所述蛇形单元包括相互垂直的第一平面和第二平面，第一平面平行于芯片外框的短边，第二平面平行于芯片外框的长边；每一个第一平面的两端分别连接有一个第二平面。

优选的，所述第一质量块和第二质量块的内侧面上各自设置有一个凸起和凹槽，每一个质量块上的凸起和凹槽相邻设置；第一质量块的凸起放置在第二质量块的凹槽中，第二质量块的凸起放置在第一质量块的凹槽中；第一质量块的凸起和第二质量块的凸起通过四个第一敏感梁连接。

优选的，第一质量块的凸起的外侧设置有两个第二敏感梁，第二质量块的凸起的外侧设置有两个第二敏感梁；两侧的第二敏感梁相对于芯片外框的竖向中心线对称。

优选的，四个第一敏感梁相对于芯片外框的竖向中心线对称。

优选的，所述面外压阻式加速度计芯片由soi硅片制作。

一种上述具有纯轴向变形敏感梁的面外压阻式加速度计芯片的制备方法，包括以下步骤：

1)对soi硅片进行双面热氧化，在soi硅片的上表面和下表面分别形成一层热氧二氧化硅层，分别为上表面热氧二氧化硅层和下表面热氧二氧化硅层；

2)利用轻掺杂版，通过光刻和反应离子蚀刻方法去除soi上表面的轻掺杂区域内的上表面热氧二氧化硅层，在轻掺杂区域内掺杂硼离子后，形成轻掺杂区；

3)利用重掺杂版，通过光刻和反应离子蚀刻方法去除重掺杂区域内的上表面热氧二氧化硅层，在重掺杂区域内进行重掺杂，形成欧姆接触区；

4)在soi硅片的正面通过物理气象沉积方法沉积ti/al层，通过金属焊盘和导线版进行光刻，形成金属引线和焊盘结构；

5)在下表面热氧二氧化硅层的背面通过气相沉积法沉积一层二氧化硅层，下表面热氧二氧化硅层和二氧化硅层形成双掩膜层；

6)通过反应离子蚀刻方法去除soi硅片背面深刻蚀区域内的双掩膜层，使得soi硅片深刻蚀区域内的衬底硅裸露；通过深反应离子刻蚀方法刻蚀衬底硅，刻蚀掉质量块下部的一部分；

7)通过光刻去除支撑梁和蛇形梁背面刻蚀区域的双掩膜层；通过深反应离子刻蚀方法继续刻蚀，形成质量块的基底层结构、蛇形梁的下部分；

8)通过运动间隙版图，对底层玻璃板进行光刻胶掩膜，通过koh进行湿法腐蚀，在底层玻璃板上形成空槽区域；

9)通过离子刻蚀方法对soi硅片下表面剩余的双掩膜层进行刻蚀，使得soi硅片的衬底硅裸露；通过阳极键合将衬底硅区域封装在底层玻璃板上；

10)通过反应离子蚀刻方法刻蚀去除soi硅片的上表面热氧二氧化硅层，涂覆一层光刻胶，然后通过感应耦合等离子刻蚀方法刻蚀至埋氧层停止，形成质量块的上部分；形成支撑梁和蛇形梁的器件层部分；

11)通过反应离子蚀刻方法去除支撑梁上部区域的埋氧层，然后通过反应深离子刻蚀方法刻蚀掉蛇形梁上部区域的埋氧层，支撑梁和蛇形梁的上部分刻蚀完成；

12)将已刻蚀完成的soi硅片正面喷涂光刻胶进行保护，去除相应埋氧层区域的光刻胶，然后利用缓冲液刻蚀在soi硅片正面剩余的埋氧层，清洗soi硅片正面后自然晾干，最后再将soi硅片正面的光刻胶去除；

13)采用低温退火工艺处理soi硅片，纯轴向变形的mems三轴压阻式加速度计芯片制作完成。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

本发明公开了一种具有纯轴向变形敏感梁的面外压阻式加速度计芯片，该芯片包括两个对称设置的质量块，两个质量块的外端面各自和芯片外框连接，内端面通过两组敏感梁连接；所有敏感梁上的压敏电阻通过金属引线连接组成惠斯通全桥电路；敏感梁分为两类，第一类设置在中间位置，第二类设置在侧边位置，由于左右两质量块在受到面外加速度信号作用时会同步运动，使得两类敏感梁在任何时刻的运动相同，且由于敏感梁足够细，两端质量块弯曲对敏感梁的弯矩小到可以忽略从而敏感梁始终具有纯轴向变形的条件，从而满足敏感梁能够沿敏感梁的轴向变形，而不会发生产生向其他方向的扭动，满足传感器设计性能的要求，提高测量的精度和灵敏度；因为加速度作用于芯片的中间位置，使得中间位置的第一敏感梁受到加速度而产生拉伸变形，而边部的第二敏感梁受到挤压而向内挤压，两组敏感梁的形变方式相反，在同一结构上既有拉伸敏感梁，又有压缩敏感梁的功能，使得敏感梁上的压敏电阻能够组成惠斯通全桥，将感测到的加速度信号转换成相应的电信号输出，提高传感器的灵敏度。

进一步的，两个支撑梁设置在质量块的z向中心线处，不但起到连接质量块和芯片外框的作用，而且使得质量块在受到加速度时，质量块和芯片外框之间的连接力均匀。

进一步的，支撑梁上设置迂回的蛇形梁结构，能够引出金属导线且不增加支撑梁刚度，蛇形梁为迂回结构，当芯片受到垂直于芯片外框的加速度发生变形时，因为迂回结构，减少芯片外框对质量块外侧的限制力，同时蛇形梁设置在支撑梁上，又保证了质量块和芯片外框能够牢固连接，进而在提高加速度传感器的灵敏度、降低传感器的交叉灵敏度的同时，保证了质量块和芯片外框的连接力；蛇形梁设置有多个蛇形单元，能够保证金属引线能够均匀分布被引出。

进一步的，两个蛇形单元对称布置，使得整个芯片中沿竖向中心线两侧的质量块和敏感梁的受力均匀，进而质量块的运动同步，满足传感器的设计性能要求。

进一步的，两个质量块的内侧面连接为凸起和凹槽配合结构，两个凸起通过两个第一敏感梁连接，两个质量块的内侧面外端部通过两个第二敏感梁连接，第一敏感梁和第二敏感梁配合，所有敏感梁上的压敏电阻通过金属引线连接组成惠斯通全桥电路，凸起和凹槽的嵌合结构，及敏感梁位置的设计(一组在中间，一组在外侧)，使得芯片受到垂直于芯片外框的加速度时，两类敏感梁的形变相反成为可能。

进一步的，每一类敏感梁设置为四个，且均相对于竖向中心线对称，敏感梁数量的设置根据敏感梁的电阻值，若敏感梁太长，则敏感梁的固有频率增大，但是灵敏度下降；但是敏感梁若太短，则固有频率降低；因此此处在一侧各自设置两个第二敏感梁，在保证固有频率不变的同时，提高其灵敏度；这种将敏感梁一分为二，甚至一分为多的设计既提高了灵敏度，又保证了固有频率。

进一步的，本加速度传感器芯片采用soi硅片制作，使得各个结构的尺寸能够得到精确有效的控制，同时保证本传感器芯片具有低噪声、高精度等优点。

本发明还公开了一种具有纯轴向变形敏感梁的面外压阻式加速度计芯片的制备方法，该制备方法针对该芯片特殊的结构，分多步使用了反应离子蚀刻方法、等离子体增强化学的气相沉积法、深反应离子刻蚀方法等方法制备芯片；由于z单元支撑梁处于芯片厚度方向(方向)中间，对于mems工艺的加工具有很大的挑战性，本发明采用背面双掩膜层，分两步深反应离子刻蚀，刻蚀出背面深度不同的沟槽，使z支撑梁的下半部分结构和质量块、支撑梁、铰链梁的下半部分结构同时成形，同时正面先刻蚀器件层，再刻蚀埋氧层，最后刻蚀z方向支撑梁上部的基底层，形成支撑梁的整体结构。

【附图说明】

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为本发明的a区细节放大图；

图3为本发明的b区细节放大图；

图4为本发明的工作原理图；

图5为本发明的局部受力工作图；

图6为本发明组成的惠斯通全桥电路图；

图7为本发明的制备流程结构示意图；

其中，(a)图为步骤1)；(b)图为步骤2)；(c)图为步骤3)；(d)图为步骤4)；(e)图为步骤5)；(f)图为步骤6)；(g)图为步骤7)；(h)图为步骤8)；(i)图为步骤9)；(j)图为步骤10)；(k)图为步骤11)；(l)图为步骤12)；

图8为本发明的制备工艺流程图；

其中：1-芯片外框；2-支撑梁；3-质量块；4-敏感梁；5-蛇形梁；7-热氧二氧化硅层；8-埋氧层；9-器件层；10-衬底硅；11-轻掺杂区；12-光刻胶；13-欧姆接触区；14-金属引线；15-焊盘结构；16-二氧化硅层；17-底层玻璃板；18-cr/au层；19-空槽区域；1-1-长边；1-2-短边；3-1-第一质量块；3-2-第二质量块；3-3-凸起；3-4-凹槽；4-1-第一敏感梁；4-2-第二敏感梁；5-1-蛇形单元；5-2-第一平面；5-3-第二平面；3-3-1-第一侧面；3-3-2-第二侧面；3-3-3-第三侧面；3-3-4-共用侧面；3-4-1-第一侧壁；3-4-2-第二侧壁；3-4-3-第三侧壁；7-1-上表面热氧二氧化硅层；7-2-下表面热氧二氧化硅层。

【具体实施方式】

下面结合附图和具体步骤对本发明做进一步详细描述。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制；术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性；此外，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

本发明公开了一种具有纯轴向变形敏感梁的面外压阻式加速度计芯片及其制备方法；该传感器的芯片采用soi(silicononinsulator)硅片制成。

参见图1，该芯片包括两个支撑梁2、两个质量块3、敏感梁4、两个蛇形梁5以及芯片外框1；所述芯片外框1为矩形的框状结构，包括两个长边1-1和两个短边1-2，每一个长边1-1的两端分别和一个短边1-2连接，最终形成矩形的框状结构，芯片外框1通过键合工艺固定于底层玻璃板上；设定坐标系中，o为原点，芯片外框1的长边方向为x方向，芯片外框1的短边方向为y方向，则整个芯片在xy平面上，z方向垂直于xy平面。

参见图2，质量块3包括第一质量块3-1和第二质量块3-2；第一质量块3-1和第二质量块3-2相对于芯片的横向中心线对称，且二者的结构相同；第一质量块3-1的外侧面和第二质量块3-2的外侧面各自通过一个支撑梁2和芯片外框1固定连接，支撑梁2的一端和芯片外框1固定连接，另一端和第一质量块3-1或第二质量块3-2的外端部固定连接，支撑梁2为平面结构，其平面平行于xy平面，支撑梁2设置在第一质量块3-1或第二质量块3-2的z向中心线处；每一个支撑梁2上固定设置有一个蛇形梁5，蛇形梁5的平面垂直于支撑梁2的平面；蛇形梁5的一端和第一质量块3-1或第二质量块3-2的外侧边连接，另一端和芯片外框1连接；蛇形梁5的平面在第一质量块3-1和芯片外框1之间，或者第二质量块3-2和芯片外框1之间迂回布置，所述蛇形梁5包括若干个蛇形单元5-1，蛇形单元5-1阵列布置在质量块和芯片外框1之间，每一个蛇形单元5-1包括相互垂直的第一平面5-2和第二平面5-3，第一平面5-2平行于短边1-2，第二平面5-3平行于长边1-1，每一个第一平面5-2的两端分别连接有一个第二平面5-3；蛇型梁5用于引出导线且不增加支撑梁刚度，能够提高加速度传感器的灵敏度、降低传感器的交叉灵敏度问题。

参见图3，第一质量块3-1或第二质量块3-2的结构相同，每一个质量块的内侧边上设置有相邻的凸起3-3和凹槽3-4，所述凸起3-3为矩形结构，包括依次连接的第一侧面3-3-1、第二侧面3-3-2、第三侧面3-3-3和共用侧面3-3-4；凹槽3-4为矩形结构，其形状和凸起3-3相同，但每一个侧边的长度均大于凸起3-3对应的侧边，使得相对的质量块的凸起3-3能够防止在凹槽中，且有一定的间隙；所述凹槽3-4的侧壁包括依次连接的共用侧面3-3-4、第一侧壁3-4-1、第二侧壁3-4-2和第三侧壁3-4-3，共用侧面3-3-4为凸起3-3和凹槽3-4共用的侧壁；第一侧面3-3-1的一端和质量块(第一质量块3-1或第二质量块3-2)的内侧面固定连接，另一端和第二侧面3-3-2固定连接，第二侧面3-3-2的另一端和第三侧面3-3-3的一端固定连接，第三侧面3-3-3的另一端和共用侧面3-3-4固定连接，其中第一侧面3-3-1和第三侧面3-3-3均垂直于质量块(第一质量块3-1或第二质量块3-2)的内侧面，第二侧面3-3-2和共用侧面3-3-4均平行于质量块(第一质量块3-1或第二质量块3-2)的内侧面；共用侧面3-3-4的一端和第三侧面3-3-3固定连接，另一端和第一侧壁3-4-1固定连接，第一侧壁3-4-1的另一端和第二侧壁3-4-2固定连接，第二侧壁3-4-2的另一端第三侧壁3-4-3固定连接，第三侧壁3-4-3的另一端和质量块(第一质量块3-1或第二质量块3-2)的内侧面固定连接；第一侧壁3-4-1和第三侧壁3-4-3均垂直于质量块(第一质量块3-1或第二质量块3-2)的内侧面，第二侧壁3-4-2的内侧面平行于质量块(第一质量块3-1或第二质量块3-2)的内侧面。

参见图4和图5，第一质量块3-1和第二质量块在芯片外框1内对称布置，第一质量块3-1的凸起3-3放置在第二质量块3-2的凹槽3-4中，第二质量块3-2的凸起3-3放置在第一质量块3-1的凹槽3-4中；第一质量块3-1的凸起3-3的共用侧面3-3-4和第二质量块3-2的凸起3-3的共用侧面3-3-4之间通过四个第一敏感梁4-1连接；两个凸起3-3外侧的质量块的内侧面分别通过两个第二敏感梁4-2连接；四个第一敏感梁4-1为一组，相对于芯片外框1的竖向中心线对称，四个第二敏感梁4-2为一组，相对于芯片外框1的竖向中心线对称；两个质量块之间的距离为敏感梁的长度，用于直接感测外部加速度信号；参见图6，八个敏感梁分布在质量块内侧面端部上，敏感梁上的压敏电阻构成惠斯通全桥电路，八个敏感梁上中四个压敏电阻阻值降低时，另外四个相对应的升高，将感测到的加速度信号转换成相应的电信号输出。由于设计了特有的两质量块端部结构，可以实现当受到z方向加速度时，两个质量块的凸起相对于平面同时向下，两个凸起的共用侧面3-3-4之间的距离增加，因此两个第一敏感梁4-1受到拉伸的力；因为中间内陷，使得两个质量块外侧之间的距离减少，离中间较远的第二敏感梁4-2受到压缩的力，使得在同一芯片上既有拉伸敏感梁，又有压缩敏感梁的功能，从而将感测到的加速度信号转换成相应的电信号输出。

本实施例的尺寸如下所示：

传感器芯片的总体尺寸为：长×宽×厚＝6650μm×2200μm×510μm；

支撑梁2尺寸为：长×宽×厚＝825μm×50μm×510μm；

敏感梁4尺寸：长×宽＝70μm×5μm；

质量块3(第一质量块3-1或第二质量块3-2)的尺寸为：长×宽×厚＝2730μm×1700μm×510μm；

该传感器芯片的工作原理为：

由牛顿第二定律f＝ma可得，当传感器芯片受到面外的加速度a作用时，传感器中的两个质量块3由于惯性而发生微小转动，引起支撑梁2的变形，从而引起敏感梁4的变形，根据硅的压阻效应，敏感梁4上的压敏电阻在应力作用下发生阻值变化，其阻值变化率与其所受应力之间的关系如下：

其中：r为压敏电阻的初始阻值；

π为压敏电阻的压阻系数；

σ为压敏电阻的应力；

δr为压敏电阻的阻值变化。

与此同时，四个压敏电阻(即敏感梁，其中中间两个为一组，边上两个为一组)构成的惠斯通电桥会因为阻值变化不同而失去平衡，输出与外部加速度a成正比的电信号，从而实现对加速度的感知和测量，传感器的灵敏度s与面外加速度a的关系如下式：

其中：uout为惠斯通电桥的输出电压；

e为硅的杨氏模量；

π为压阻系数；

uapply为惠斯通电桥的供电电压；

ε为压阻微梁的应变；

π44为剪切压阻系数；

l为敏感梁的长度；

δl--敏感梁的轴向变形；

本实施例制备出芯片的技术指标如下所示：

量程：0～100g；

灵敏度：＞1.5mv/g/3v；

固有频率：＞11khz；

工作温度：-40℃～125℃。

参照图7和图8，图8中框图内的字母代表图7中的顺序，本发明的芯片的制备方法包括以下步骤：

1)参见图7中的(a)图，选取原材料，使用n型(100)晶面双面抛光soi硅片，soi硅片包括从下到上依次堆叠的衬底硅10、埋氧层8和器件层9；底层玻璃板17的材质选用bf33玻璃；清洗soi硅片，在900℃-1200℃下进行双面热氧化，在硅片的上下表面分别得到一层热氧二氧化硅层7，包括上表面热氧二氧化硅层7-1和下表面热氧二氧化硅层7-2，作为接下来轻掺杂掩膜层，同时提高离子注入均匀性。

2)参见图7中的(b)图，利用轻掺杂版，第一次光刻使上表面热氧二氧化硅层7-1的正面图案化，使用反应离子蚀刻(rie)工艺去除正面轻掺杂区11内的热氧二氧化硅层7，其余区域的热氧二氧化硅层7充当掩膜，然后进行硼离子轻掺杂，在器件层9内形成轻掺杂区11，所述轻掺杂区11即为上述的敏感电阻，每一个敏感电阻固定设置在一个敏感梁上，通过该步骤制备出所有敏感梁上的敏感电阻；然后进行再分布的阱推扩散退火过程，保证在整个soi器件层9中的杂质浓度均匀分布。

3)参见图7中的(c)图，在正面涂覆一层光刻胶12，目的在于保护轻掺杂区11在接下来的重掺杂步骤中不受影响；利用重掺杂版，第二次光刻和反应离子蚀刻(rie)工艺实现二氧化硅层图案化并去除正面重掺杂区域内的上表面热氧二氧化硅层7-1和光刻胶12，其余区域的光刻胶12充当掩膜，然后进行硼离子重掺杂，在器件层9内形成低阻值的欧姆接触区13；进行再分布扩散退火过程，然后进行再分布的阱推扩散退火过程使得敏感电阻和欧姆接触区13的杂质浓度均匀分布，以保证下一步的金属引线16与敏感梁上的压敏电阻之间形成稳定接触。

4)参见图7中的(d)图，在soi硅片正面整个表面采用物理气相沉积(pvd)技术制作出ti/al层，然后利用金属焊盘及导线版进行第三次光刻，之后刻蚀去除金属引线外其他区域的金属层，形成金属引线14和焊盘结构15，并在高温下进行合金化过程。

5)参见图7中的(e)图，在soi硅片背面使用pecvd工艺形成一层二氧化硅层16，所述二氧化硅层16设置在下表面热氧二氧化硅层7-2背面，与此同时下表面热氧二氧化硅层7-2和二氧化硅层16组合作为接下来背面刻蚀的双掩膜层。

6)参见图7中的(f)图，背面第一次刻蚀版，第四次光刻在soi硅片光刻背面刻蚀区域，使用rie工艺去除背面深刻蚀区域内的下表面热氧二氧化硅层7-2和二氧化硅层16，其余区域的下表面热氧二氧化硅层7-2和二氧化硅层16作为掩膜；在接下来的刻蚀步骤中为了保证所成型的支撑梁2、铰链梁3及质量块3具有良好的边沿垂直度和深宽比，使用深反应离子蚀刻技术(deepreactiveionetching,drie)进行刻蚀；通过该步骤刻蚀掉第一质量块3-1和第二质量快3-2下部的一部分。

7)参见图7中的(g)图，背面第二次刻蚀版，第五次光刻在soi硅片光刻背面刻蚀区域，去除测量单元中的支撑梁2和蛇形梁5背面刻蚀区域的作为掩膜层的下表面热氧二氧化硅层7-2和二氧化硅层16，其余区域的掩膜层充当掩膜；使用drie工艺刻蚀衬底硅10，形成支撑梁2的下部分，和质量块3的基底层结构。

8)参见图7中的(h)图，使用运动间隙版图，第六次光刻，对底层玻璃板17进行光刻胶掩膜，并用koh进行湿法腐蚀，形成空槽区域19，保证加速度传感器在工作状态下能正常运动；所述空槽区域19用于匹配加速度芯片中的支撑梁、敏感梁和质量块区域；在底层玻璃板17中的空槽区域19上溅射cr/au层18，以防止静电吸附。

9)参见图7中的(i)图，用rie工艺对soi硅片背面作为掩模的下表面热二氧化硅层7-2和二氧化硅层16进行刻蚀，以露出soi硅片背面的衬底硅10；之后通过阳极键合将芯片中的衬底硅10区域封装在底层玻璃板17上。

10)参见图7中的(j)图，第七次光刻，利用正面第一次刻蚀版，光刻正面刻蚀区域，使用反应离子蚀刻(rie)工艺去除正面刻蚀区域内的上表面热氧二氧化硅层7-1，然后涂覆一层光刻胶起到保护金属引线14和焊盘结构15的作用，利用感应耦合等离子(inductivelycupledplasma，icp)刻蚀技术刻蚀至埋氧层8停止，形成敏感梁4以及所有质量块的上半部分，形成支撑梁2，以及蛇形梁5的器件层部分。

11)参见图7中的(k)图，第八次光刻，利用正面第二次刻蚀版，光刻正面支撑梁2的区域，使用反应离子蚀刻(rie)工艺去除支撑梁2区域内的埋氧层10，不去除光刻胶，起到保护金属引线14和焊盘结构15的作用。在接下来的刻蚀步骤中为了保证所成型的蛇形梁7具有良好的边沿垂直度和深宽比，这里利用深反应离子刻蚀技术(deepreactiveionetching,drie)进行刻蚀，刻蚀掉蛇形梁5上部区域的埋氧层8；至此支撑梁2和蛇形梁5的上部分刻蚀完成。

12)参见图7中的(l)图，将已刻蚀完成的soi硅片正面喷涂光刻胶进行保护，然后第十次光刻，利用正面第三次刻蚀版去除相应埋氧层8区域的光刻胶，然后利用缓冲液hf酸从正面刻蚀埋氧层8，分别利用去离子水与丙酮进行漂洗后自然晾干，最后再将正面的光刻胶去除。

13)为进一步释放、缓解集成传感器芯片在加工过程的残余应力(包括：机械应力、薄膜内应力、热应力等)，采用低温退火工艺进行处理。

所述具有纯轴向变形敏感梁的面外压阻式加速度计芯片制备结束。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。