MEMS振动传感器的制作方法

mems振动传感器技术领域1.本实用新型涉及mems振动传感器，特别是具有带嵌入的金属结构的检验质量块的振动传感器。背景技术：2.微机电系统(mems)振动传感器通常使用悬挂在传感器内部的检验质量块。传感器的充分振动导致检验质量块移动，并且这种移动产生随后被解读为振动的信号。技术实现要素：3.根据一个方面，提出一种mems振动传感器，所述mems振动传感器包括：基底；锚，所述锚从所述基底延伸；以及检验质量块，所述检验质量块由多个弹性结构从所述锚悬挂，其中，所述检验质量块具有嵌入在该检验质量块中的多个电气隔离的金属结构。4.所述检验质量块具有孔，所述多个弹性结构中的每一个在一端上附接到所述锚并且在另一端上附接到所述孔的边缘。5.所述多个电气隔离的金属结构中的每一个是金属柱。6.所述多个电气隔离的金属结构中的每一个延伸穿过所述检验质量块的整个厚度。7.所述多个电气隔离的金属结构中的每一个从第一表面延伸到第二表面。8.所述多个电气隔离的金属结构中的每一个从所述检验质量块的顶表面延伸，但不延伸穿过所述检验质量块的整个厚度。9.所述振动传感器还包括金属层，所述金属层跨所述检验质量块的顶表面延伸。10.所述多个电气隔离的金属结构中的每一个连接到所述金属层。11.所述检验质量块是硅材料的板，并且所述多个电气隔离的金属结构中的每一个被嵌入在所述硅材料内。12.所述多个电气隔离的金属结构中的每一个由钨制成。13.所述多个电气隔离的金属结构中的每一个由铜制成。14.所述多个电气隔离的金属结构中的每一个是未被连接且未被使用的硅通孔。15.所述多个弹性结构中的每一个是弹簧。16.根据另一方面，提出一种mems振动传感器，所述mems振动传感器包括：基底，所述基底具有凹陷部分；以及检验质量块，所述检验质量块由多个弹性结构从所述凹陷部分的壁悬挂，其中，所述检验质量块具有嵌入该检验质量块中的多个电气隔离的金属结构。附图说明17.结合附图，根据以下描述和所附权利要求，本公开的特征将变得更加完全显而易见。这些附图仅描绘了根据本公开的若干实施方式，并且因此不应被认为是对其范围的限制。18.图1是根据本公开的检验质量块的可能实现方式的立体图。19.图2是根据本公开的振动传感器的可能实现方式的侧视横截面图。20.图3是根据本公开的检验质量块的另一可能实现方式的立体图。21.图4是根据本公开的振动传感器的另一可能实现方式的侧视横截面图。22.图5a、图5b和图5c示出了根据本公开的用于检验质量块的嵌入的金属结构的不同的可能构造。具体实施方式23.本文描述了一种新颖的mems振动传感器，该mems振动传感器使用具有嵌入其中的电气隔离的金属结构的检验质量块。在一个实现方式中，检验质量块由弹性结构从(从基底延伸的)锚悬挂。在另一实现方式中，检验质量块由弹性结构从(基底中的)凹部的边缘悬挂。嵌入的金属结构提供了额外的质量，而未导致检验质量块的尺寸的任何增加。金属结构可以是例如未使用且未(电)连接到任何其它部件的硅通孔(tsv)(典型的铸造厂已经知道如何形成该硅通孔)。24.转到图1，示出了根据本公开的检验质量块的实现方式。检验质量块100通常是包括嵌入的金属结构102的合适形状(三维矩形形状)的材料(例如，硅)的实心板。金属结构102可以是任何合适的形状，但在图1中被描绘为柱。它们可以由任何合适的金属例如铜或钨制成，并且可以是电气隔离的。例如，金属结构102可以是未使用且未连接的tsv。根据一个实施方式，检验质量块100具有从其顶表面106到其底表面(未示出)延伸穿过检验质量块100的孔104。图1所示的孔104是十字形的，并且位于检验质量块100的中心。然而，检验质量块100和孔104的任何合适的形状都是可能的。25.在一个实现方式中，弹性结构108附接到孔104的相应边缘110。具体地，每个弹性结构108在一端处附接到边缘110，并且在另一端处附接到外部(即，不是检验质量块100的部分)锚(在图2中示出为207)。例如，该锚可以是振动传感器上的固定结构。弹性结构108例如是弹簧，并且允许检验质量块100沿着x轴、y轴和z轴移动。26.转到图2，示出了使用检验质量块100的振动传感器的示例。振动传感器200包括基底202，该基底包括绝缘层204和凹陷部分206。锚207从凹陷部分206的底表面208延伸。检验质量块100经由弹性结构108附接到锚207。在底表面208上是电极216。振动传感器200包括覆盖检验质量块100的帽晶片(cap wafer)226。27.在振动传感器200的工作期间，将偏置电压施加到检验质量块100。当振动传感器200移动时，检验质量块100相对于电极216移动，这改变了检验质量块100和电极216之间的电容。这种改变导致输出的信号，并且将该信号提供给附接的电路(例如，集成电路(ic))，该附接的电路将该信号解读为振动数据。28.转到图3，示出了使用嵌入的金属结构的另一示例检验质量块。与检验质量块100类似，检验质量块300大致是包括嵌入的金属结构302的合适形状(三维矩形形状)的材料(例如，硅)的实心板。金属结构302可以是任何合适的形状，但在图3中被描绘为柱。它们可以由任何合适的金属例如铜或钨制成，并且可以是电气隔离的。例如，金属结构302可以是未使用且未连接的tsv。根据一个实施方式，检验质量块300具有切口304。弹性结构308附接到切口304的相应边缘310。具体地，每个弹性结构308在一端处附接到边缘310，并且在另一端处附接到外部(即，不是检验质量块300的部分)结构的边缘312。弹性结构308例如是弹簧，并且允许检验质量块300沿着x轴、y轴和z轴移动。29.转到图4，示出了使用检验质量块300的振动传感器的示例。振动传感器400包括基底402，该基底包括绝缘层404和由边缘312界定的凹陷部分406。检验质量块300经由弹性结构308附接到边缘312。在底表面408上是电极416。振动传感器400包括覆盖检验质量块300的帽晶片426。30.在振动传感器400的工作期间，将偏置电压施加到检验质量块300。当振动传感器400移动时，检验质量块300相对于电极416移动，这改变了检验质量块300和电极416之间的电容。这种改变导致输出的信号，并且将这个信号提供给附接的电路(例如，集成电路(ic))，该附接的电路将该信号解读为振动数据。31.转到图5a、图5b和图5c，示出了用于检验质量块的嵌入的金属结构的不同的可能构造。这些构造中的任一个都可以用于检验质量块100(图1和图2)和检验质量块300(图3和图4)。在图5a中，嵌入的金属结构500从检验质量块的顶表面502延伸，但不延伸到底表面504。在图5b中，嵌入的金属结构500从顶表面502延伸到底表面504。在图5c中，嵌入的金属结构500与图5a中的金属结构相似地构造，除了还存在沿着检验质量块的顶表面延伸的金属帽506。32.图1和图3的嵌入的金属结构实现方式可以具有任何合适的尺寸。在一个实现方式中，通孔尺寸直径为2至5微米，厚度为30微米，间距为12微米。检验质量块100或300的尺寸可以是例如1000×1000微米和30微米厚。33.为了说明和描述的目的，已经给出了说明性实施方式的上述描述。其并非旨在相对于所公开的精确形式是穷举或限制的，并且根据上述教导可以进行修改和变化，或者可以从所公开的实施方式的实践中获得修改和变化。本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。