一種MEMS加速度傳感器及其製作方法與流程

2023-05-09 19:20:47

本發明涉及半導體技術領域，具體而言涉及一種MEMS加速度傳感器及其製作方法。

背景技術：

在半導體技術領域中，MEMS加速度傳感器由於量產成本小，片與片之間的性能匹配度好，工藝與IC電路工藝相兼容而得到了廣泛的研究，是國內外比較成熟又比較熱門的一種MEMS器件。其中叉指式電容傳感器由於具有靈敏度高、線性度好、噪音低等優點在MEMS加速度傳感器中最為常用。

目前單自由度的加速度傳感器的技術已經發展的比較成熟，市場上都有相應的產品。但在一些特殊的應用場合，如航空航天領域的飛行器、軍事領域中的飛彈制導控制等都需要三維加速度信息，顯然測量單一方向的加速度傳感器已不能滿足要求，相應的需要三維加速度傳感器來進行測量，促使MEMS加速度傳感器朝著高集成(3軸，6軸)、低軸間幹擾、高解析度、大量程的方向發展。在製作多軸加速度傳感器時，Z軸方向的傳感器由於製作工藝的限制，通常採用平板型電容器進行檢測。而平板型電容器由於質量小而導致靈敏度(解析度)低。

因此，有必要提出一種新的MEMS加速度傳感器及其製作方法，以解決現有技術的不足。

技術實現要素：

在發明內容部分中引入了一系列簡化形式的概念，這將在具體實施方式部分中進一步詳細說明。本發明的發明內容部分並不意味著要試圖限定出所要求保護的技術方案的關鍵特徵和必要技術特徵，更不意味著試圖確定所要求保護的技術方案的保護範圍。

為了克服目前存在的問題，本發明實施例一提供一種MEMS加速度傳感器，包括：

基底；

用於測量垂直於所述基底表面方向的加速度的複合扭擺式平板電極，所述複合扭擺式平板電極包括：

第一振膜，懸空設置於所述基底的上方，通過對稱設置於所述第一振膜兩側的第一支撐梁和第二支撐梁支撐懸空，所述第一支撐梁通過第一錨點錨固到所述基底上，所述第二支撐梁通過第二錨點錨固到所述基底上，所述第一支撐梁和第二支撐梁的連線靠近所述第一振膜的一端；

第一子電極和第二子電極，間隔設置於所述第一振膜的表面上，其分別位於所述第一支撐梁和所述第二支撐梁連線的兩側；

第二振膜，懸空設置於所述第一振膜的上方，通過對稱設置於第二振膜兩側的第三支撐梁和第四支撐梁支撐懸空，所述第三支撐梁通過第三錨點錨固到所述基底上，所述第四支撐梁通過第四錨點錨固到所述基底上，其中，所述第三支撐梁和所述第四支撐梁的連線與所述第一支撐梁和所述第二支撐梁的連線平行，所述第三支撐梁和所述第四支撐梁的連線在水平方向內靠近所述第一振膜的另一端；

第三子電極和第四子電極，間隔設置於所述第二振膜的表面上，其分別位於所述第三支撐梁和所述第四支撐梁連線的兩側，所述第三子電極和所述第四子電極分別與其下方的第一子電極或第二子電極構成電容。

進一步，所述複合扭擺式平板電極還包括：

第一焊盤和第二焊盤，分別位於所述第一錨點和第二錨點上，所述第一焊盤通過第一電容線與所述第一子電極相連，所述第二焊盤通過第二電容線與所述第二子電極相連。

進一步，所述複合扭擺式平板電極還包括：

第三焊盤和第四焊盤，分別位於所述第三錨點和第四錨點上，所述第三焊盤通過第三電容線與所述第三子電極相連，所述第四焊盤通過第四電容線與所述第四子電極相連。

進一步，所述第一振膜和所述第二振膜的形狀為矩形。

進一步，所述第一振膜和所述第二振膜具有相同的尺寸。

進一步，所述第一振膜和所述第二振膜的尺寸為50×100μm。

進一步，所述第一支撐梁、所述第二支撐梁、所述第三支撐梁和所述支撐梁的長度為3μm，寬度為1μm。

進一步，所述第一支撐梁和第二支撐梁的連線距離所述第一振膜的一端的距離為35μm，所述第三支撐梁和所述第四支撐梁的連線在水平方向內距離所述第一振膜的另一端的距離為35μm。

進一步，所述第一振膜和所述第二振膜的材料選自Si、SiGe、Ge或III-V族半導體材料。

進一步，所述第二振膜作為質量塊。

本發明實施例二提供一種MEMS加速度傳感器的製作方法，包括：

步驟A1：提供基底，在所述基底上依次形成第一犧牲層、第一振膜層和第一電極層；

步驟A2：圖案化所述第一振膜層和所述第一電極層，以形成第一電極和第一振膜，以及對稱設置於所述第一振膜兩側的第一支撐梁和第二支撐梁，其中，所述第一支撐梁和第二支撐梁的一端分別連接所述第一振膜，所述第一支撐梁和第二支撐梁的連線靠近所述第一振膜的一端；

步驟A3：圖案化所述第一電極，以形成分別位於所述第一支撐梁和所述第二支撐梁連線兩側的第一子電極和第二子電極，以及對稱設置於所述第一振膜的兩側的第一焊盤和第二焊盤，其中，所述第一焊盤與所述第一支撐梁的另一端相鄰，所述第二焊盤與所述第二支撐梁的另一端相鄰；

步驟A4：在所述第一子電極、所述第二子電極、暴露的所述第一犧牲層和所述第一振膜上依次形成第二犧牲層、第二振膜層和第二電極層；

步驟A5：圖案化所述第二電極層和所述第二振膜層，以形成第二電極和第二振膜，以及對稱設置於所述第二振膜兩側的第三支撐梁和第四支撐梁，其中，所述第三支撐梁和第四支撐梁的一端分別連接所述第二振膜，所述第三支撐梁和所述第四支撐梁的連線與所述第一支撐梁和所述第二支撐梁的連線平行，所述第三支撐梁和所述第四支撐梁的連線在水平方向內靠近所述第一振膜的另一端；

步驟A6：圖案化所述第二電極，以形成分別位於所述第三支撐梁和所述第四支撐梁連線兩側的第三子電極和第四子電極，以及對稱設置於所述第二振膜的兩側的第三焊盤和第四焊盤，其中，所述第三焊盤與所述第三支撐梁的另一端相鄰，所述第四焊盤與所述第四支撐梁的另一端相鄰；

步驟A7：去除部分所述第一犧牲層和所述第二犧牲層，以釋放所述第一振膜和所述第二振膜。

進一步，所述第一振膜和所述第二振膜的材料選自Si、SiGe、Ge或III-V族半導體材料。

進一步，所述第一振膜和所述第二振膜的形狀為矩形。

進一步，所述第一犧牲層和所述第二犧牲層的材料為氧化物。

進一步，在所述步驟A3中還包括：

形成分別位於所述第一支撐梁和第二支撐梁表面上的第一電容線和第二電容線的步驟，所述第一電容線將所述第一焊盤與所述第一子電極相連，所述第二電容線將所述第二焊盤與所述第二子電極相連。

進一步，在所述步驟A6中還包括：

形成分別位於所述第三支撐梁和第四支撐梁表面上的第三電容線和第四電容線的步驟，所述第三電容線將所述第三焊盤與所述第三子電極相連，所述第四電容線將所述第四焊盤與所述第四子電極相連。

進一步，在所述步驟A6中，同時形成分別位於所述第一焊盤、所述第二焊盤、所述第三焊盤和所述第四焊盤下方的第一錨點、第二錨點、第三錨點和第四錨點，其中，所述第一支撐梁通過所述第一錨點錨固到所述基底上，所述第二支撐梁通過所述第二錨點錨固到所述基底上，所述第三支撐梁通過第三錨點錨固到所述基底上，所述第四支撐梁通過第四錨點錨固到所述基底上。

綜上所述，本發明複合扭擺式平板電極用於測量Z軸的加速度具有以下優勢：

1、平板的支撐梁採用不對稱設置，使平板在加速度的作用下扭 擺；

2、而由於兩電極平板的支撐梁位於相反的位置，兩電極平板在加速度的作用下扭擺方向相反，使得電容變化信號得到有效提高；

3、本方案相對於現有技術採用薄膜上附加質量塊有助於減小MEMS的質量和體積，也有利於工藝的簡化和靈敏度的提高。

因此，本發明的MEMS加速度傳感器包括用於測量Z軸的加速度的複合扭擺式平板電極，可以使MEMS加速度傳感器的靈敏度顯著提高。

附圖說明

本發明的下列附圖在此作為本發明的一部分用於理解本發明。附圖中示出了本發明的實施例及其描述，用來解釋本發明的原理。

附圖中：

圖1A-1G示出了根據本發明的製作方法依次實施所獲得器件的示意圖，其中，圖1B、圖1D和圖1F為俯視圖，圖1A、圖1C、圖1E為剖視圖，圖1G為立體模擬圖；

圖2示出了根據本發明的製作方法所獲得MEMS加速度傳感器的模擬結果圖；

圖3示出了根據本發明的製作方法依次實施步驟的工藝流程圖。

具體實施方式

在下文的描述中，給出了大量具體的細節以便提供對本發明更為徹底的理解。然而，對於本領域技術人員而言顯而易見的是，本發明可以無需一個或多個這些細節而得以實施。在其他的例子中，為了避免與本發明發生混淆，對於本領域公知的一些技術特徵未進行描述。

應當理解的是，本發明能夠以不同形式實施，而不應當解釋為局限於這裡提出的實施例。相反地，提供這些實施例將使公開徹底和完全，並且將本發明的範圍完全地傳遞給本領域技術人員。在附圖中，為了清楚，層和區的尺寸以及相對尺寸可能被誇大。自始至終相同附圖標記表示相同的元件。

應當明白，當元件或層被稱為「在…上」、「與…相鄰」、「連接 到」或「耦合到」其它元件或層時，其可以直接地在其它元件或層上、與之相鄰、連接或耦合到其它元件或層，或者可以存在居間的元件或層。相反，當元件被稱為「直接在…上」、「與…直接相鄰」、「直接連接到」或「直接耦合到」其它元件或層時，則不存在居間的元件或層。應當明白，儘管可使用術語第一、第二、第三等描述各種元件、部件、區、層和/或部分，這些元件、部件、區、層和/或部分不應當被這些術語限制。這些術語僅僅用來區分一個元件、部件、區、層或部分與另一個元件、部件、區、層或部分。因此，在不脫離本發明教導之下，下面討論的第一元件、部件、區、層或部分可表示為第二元件、部件、區、層或部分。

空間關係術語例如「在…下」、「在…下面」、「下面的」、「在…之下」、「在…之上」、「上面的」等，在這裡可為了方便描述而被使用從而描述圖中所示的一個元件或特徵與其它元件或特徵的關係。應當明白，除了圖中所示的取向以外，空間關係術語意圖還包括使用和操作中的器件的不同取向。例如，如果附圖中的器件翻轉，然後，描述為「在其它元件下面」或「在其之下」或「在其下」元件或特徵將取向為在其它元件或特徵「上」。因此，示例性術語「在…下面」和「在…下」可包括上和下兩個取向。器件可以另外地取向(旋轉90度或其它取向)並且在此使用的空間描述語相應地被解釋。

在此使用的術語的目的僅在於描述具體實施例並且不作為本發明的限制。在此使用時，單數形式的「一」、「一個」和「所述/該」也意圖包括複數形式，除非上下文清楚指出另外的方式。還應明白朮語「組成」和/或「包括」，當在該說明書中使用時，確定所述特徵、整數、步驟、操作、元件和/或部件的存在，但不排除一個或更多其它的特徵、整數、步驟、操作、元件、部件和/或組的存在或添加。在此使用時，術語「和/或」包括相關所列項目的任何及所有組合。

為了徹底理解本發明，將在下列的描述中提出詳細的步驟，以便闡釋本發明提出的技術方案。本發明的較佳實施例詳細描述如下，然而除了這些詳細描述外，本發明還可以具有其他實施方式。

實施例一

下面，對本發明的MEMS加速度傳感器進行詳細說明。

本發明的MEMS加速度傳感器包括基底，所述基底可以是以下所提到的材料中的至少一種：矽、絕緣體上矽(SOI)、絕緣體上層疊矽(SSOI)、絕緣體上層疊鍺化矽(S-SiGeOI)、絕緣體上鍺化矽(SiGeOI)以及絕緣體上鍺(GeOI)等。基底上可以被定義有源區。所述基底還可以為其它材料例如陶瓷、玻璃等。

所述MEMS加速度傳感器還包括用於測量垂直於基底表面方向的加速度的複合扭擺式平板電極，垂直與基底表面方向為Z軸方向，具體地，所述複合扭擺式平板電極包括：

懸空設置於所述基底的上方的第一振膜，通過對稱設置於所述第一振膜兩側的第一支撐梁和第二支撐梁支撐懸空，所述第一支撐梁通過第一錨點錨固到所述基底上，所述第二支撐梁通過第二錨點錨固到所述基底上，所述第一支撐梁和第二支撐梁的連線靠近所述第一振膜的一端。也即，第一支撐梁和第二支撐梁並不對稱的位於第一振膜中線的位置，而是位於中線的一側。

所述複合扭擺式平板電極還包括間隔設置於所述第一振膜的表面上的第一子電極和第二子電極，其分別位於所述第一支撐梁和所述第二支撐梁連線的兩側。在本實施例中，第一子電極和第二子電極具有大小不同的面積。

所述複合扭擺式平板電極還可包括第一焊盤和第二焊盤，分別位於所述第一錨點和第二錨點上，所述第一焊盤通過第一電容線與所述第一子電極相連，所述第二焊盤通過第二電容線與所述第二子電極相連。示例性地，所述第一焊盤和第一錨點，第二焊盤和第二錨點具有相同的平面形狀，例如矩形。

所述複合扭擺式平板電極還包括第二振膜，懸空設置於所述第一振膜的上方，通過對稱設置於第二振膜兩側的第三支撐梁和第四支撐梁支撐懸空，所述第三支撐梁通過第三錨點錨固到所述基底上，所述第四支撐梁通過第四錨點錨固到所述基底上，其中，所述第三支撐梁和所述第四支撐梁的連線與所述第一支撐梁和所述第二支撐梁的連線平行，所述第三支撐梁和所述第四支撐梁的連線在水平方向內靠近所述第一振膜的另一端。

所述複合扭擺式平板電極還包括第三子電極和第四子電極，間隔設置於所述第二振膜的表面上，其分別位於所述第三支撐梁和所述第四支撐梁連線的兩側，所述第三子電極和所述第四子電極分別與其下方的第一子電極或第二子電極構成獨立的電容。其中，位於第三子電極和第四子電極下方的所述第二振膜作為每個電容的質量塊。

所述複合扭擺式平板電極還包括第三焊盤和第四焊盤，分別位於所述第三錨點和第四錨點上，所述第三焊盤通過第三電容線與所述第三子電極相連，所述第四焊盤通過第四電容線與所述第四子電極相連。示例性地，所述第三焊盤和第三錨點，第四焊盤和第四錨點具有相同的平面形狀，例如矩形。

在一個示例中，所述第一振膜和所述第二振膜的形狀為矩形。但並不局限於上述形狀，還可以為其它合適的形狀例如橢圓形，多邊形等。較佳地，所述第一振膜和所述第二振膜具有相同的尺寸。例如，所述第一振膜和所述第二振膜的尺寸為50×100μm。上述尺寸僅是示例性地並不對本發明的第一振膜和第二振膜的尺寸進行限制，可根據實際器件尺寸進行適當的放大或者縮小。

在另一個示例中，所述第一支撐梁、所述第二支撐梁、所述第三支撐梁和所述支撐梁的長度為3μm，寬度為1μm。

較佳地，所述第一支撐梁和第二支撐梁的連線距離所述第一振膜的一端的距離為35μm，所述第三支撐梁和所述第四支撐梁的連線在水平方向內距離所述第一振膜的另一端的距離為35μm。但並不局限於上述距離，但該距離應小於第一振膜的中心線與其任意一端的間距，所述第一振膜的中心線與所述第一支撐梁和第二支撐梁的連線平行。

可選地，所述第一振膜和所述第二振膜的材料選自Si、SiGe、Ge或III-V族半導體材料，本實施例中，所述第一振膜和所述第二振膜的材料為SiGe。

示例性地，所述第一錨點和第二錨點由依次位於基底上的第一犧牲層和第一振膜層構成。犧牲層的材料可以為氧化矽、無定形碳等。

示例性地，所述第三錨點和第四錨點包括自下而上的第一犧牲層、第一振膜層、第二犧牲層和第四犧牲層構成的疊層。

因此，本發明的複合扭擺式平板電極包括懸空於基底上方的由第一振膜和其上的第一子電極和第二子電極構成的第一電極平板，和懸空於第一電極平板上的第二電極平板，該第二電極平板由第二振膜和其上的第三子電極和第四子電極構成。

綜上所述，本發明複合扭擺式平板電極用於測量Z軸的加速度具有以下優勢：

1、平板的支撐梁採用不對稱設置，使平板在加速度的作用下扭擺；

2、而由於兩電極平板的支撐梁位於相反的位置，兩電極平板在加速度的作用下扭擺方向相反，使得電容變化信號得到有效提高；

3、本方案相對於現有技術採用薄膜上附加質量塊有助於減小MEMS的質量和體積，也有利於工藝的簡化和靈敏度的提高。

因此，本發明的MEMS加速度傳感器包括用於測量Z軸的加速度的複合扭擺式平板電極，可以使MEMS加速度傳感器的靈敏度顯著提高。

實施例二

下面，結合圖1A-1G、圖2和圖3對本發明的MEMS加速度傳感器的製作方法進行詳細描述，其中，圖1A-1G示出了根據本發明的製作方法依次實施所獲得器件的示意圖，其中，圖1B、圖1D和圖1F為俯視圖，圖1A、圖1C、圖1E為剖視圖，圖1F為立體模擬圖；圖2示出了根據本發明的製作方法所獲得MEMS加速度傳感器的模擬結果圖；圖3示出了根據本發明的製作方法依次實施步驟的工藝流程圖。

首先，執行步驟301，提供基底，在所述基底100上依次形成第一犧牲層101、第一振膜層102』和第一電極層103』，如圖1A。

所述基底100可以是以下所提到的材料中的至少一種：矽、絕緣體上矽(SOI)、絕緣體上層疊矽(SSOI)、絕緣體上層疊鍺化矽(S-SiGeOI)、絕緣體上鍺化矽(SiGeOI)以及絕緣體上鍺(GeOI)等。基底100上可以被定義有源區。所述基底100還可以為其它材料例如陶瓷、玻璃等。

所述第一犧牲層101的材料可選為氧化物，例如SiO2和摻碳氧化矽(SiOC)等材料，並不局限於某一種。

第一犧牲層101可以選用現有技術中常用的沉積方法，例如可以是通過化學氣相沉積(CVD)法、物理氣相沉積(PVD)法或原子層沉積(ALD)法等形成的。

所述第一振膜層102』的材料選自Si、SiGe、Ge或III-V族半導體材料。較佳地，第一振膜層102』的材料為SiGe。可採用本領域技術人員熟知的任何方法形成所述第一振膜層，例如化學氣相沉積等。

在所述第一振膜層102』上形成第一電極層103』，所述第一電極層103』的材料為金屬，所述金屬包括但不限於銅、鋁、金、鉻、錫等。可通過低壓化學氣相沉積(LPCVD)、等離子體輔助化學氣相沉積(PECVD)、金屬有機化學氣相沉積(MOCVD)及原子層沉積(ALD)或其它先進的沉積技術形成。

接著，執行步驟302，圖案化所述第一振膜層102』和所述第一電極層103』，以形成第一電極103和第一振膜102，以及對稱設置於所述第一振膜102兩側的第一支撐梁1021和第二支撐梁1022，其中，所述第一支撐梁1021和第二支撐梁1022的一端分別連接所述第一振膜102，所述第一支撐梁1021和第二支撐梁1022的連線靠近所述第一振膜102的一端，如圖1B和圖1C所示。其中圖1C對應為圖1B的剖視圖。

可採用任何適用的方法圖案化所述第一振膜層102』和所述第一電極層103』，例如利用光刻工藝和刻蝕工藝。圖案化後形成的第一電極103和第一振膜102的形狀可以為矩形，但並不局限於上述形狀，還可以為其它合適的形狀例如橢圓形，多邊形等。本實施例中較佳地為矩形。

例如，所述第一振膜102的尺寸為50×100μm。上述尺寸僅是示例性地並不對本發明的第一振膜的尺寸進行限制，可根據實際器件尺寸進行適當的放大或者縮小。

在另一個示例中，所述第一支撐梁和所述第二支撐梁的長度為3μm，寬度為1μm。但並不局限於上述長度和寬度，可根據實際工藝進行適當調整。

示例性地，所述第一支撐梁和第二支撐梁的連線距離所述第一振膜的一端的距離為35μm。但並不局限於上述距離，但該距離應小於第一振膜的中心線與其任意一端的間距，上述第一振膜的中心線與所述第一支撐梁和第二支撐梁的連線平行。

示例性地，第一支撐梁1021和第二支撐梁1022表面上的部分第一電極層可用作之後的連接焊盤和電極的連線。

接著，執行步驟303，圖案化所述第一電極103，以形成分別位於所述第一支撐梁1021和所述第二支撐梁1022連線兩側的第一子電極1031和第二子電極1032，以及對稱設置於所述第一振膜102的兩側的第一焊盤103a和第二焊盤103b，其中，所述第一焊盤103a與所述第一支撐梁1021的另一端相鄰，所述第二焊盤103b與所述第二支撐梁1022的另一端相鄰，如圖1D所示。

可採用任何適用的工藝圖案化所述第一電極103，以及第一電極103外側剩餘的第一電極層以形成第一焊盤103a和第二焊盤103b。圖案化所述第一電極103的目的是形成間隔的第一子電極1031和第二子電極1032。

在此步驟中，還包括形成分別位於所述第一支撐梁1021和第二支撐梁1022表面上的第一電容線和第二電容線的步驟，所述第一電容線將所述第一焊盤103a與所述第一子電極1031相連，所述第二電容線將所述第二焊盤103b與所述第二子電極1032相連。

在另一個示例中，還可直接將位於所述第一支撐梁1021和第二支撐梁1022表面上的第一電極層用作第一電容線和第二電容線。

接著，執行步驟304，在所述第一子電極1031、所述第二子電極1032、暴露的第一犧牲層101和第一振膜102上依次形成第二犧牲層104、第二振膜層105』和第二電極層106』，如圖1E所示。

所述第二犧牲層104的材料可選為氧化物，例如SiO2和摻碳氧化矽(SiOC)等材料，並不局限於某一種。

第二犧牲層104可以選用現有技術中常用的沉積方法，例如可以是通過化學氣相沉積(CVD)法、物理氣相沉積(PVD)法或原子層 沉積(ALD)法等形成的。

所述第二振膜層105』的材料選自Si、SiGe、Ge或III-V族半導體材料。較佳地，所述第二振膜層105』的材料為SiGe。可採用本領域技術人員熟知的任何方法形成所述第二振膜層，例如化學氣相沉積等。所述第二振膜層105』可以和第一振膜層102』選用相同的材料，也可選用不同的材料。

在所述第二振膜層105』上形成第二電極層106』，所述第二電極層106』的材料為金屬，所述金屬包括但不限於銅、鋁、金、鉻、錫等。可通過低壓化學氣相沉積(LPCVD)、等離子體輔助化學氣相沉積(PECVD)、金屬有機化學氣相沉積(MOCVD)及原子層沉積(ALD)或其它先進的沉積技術形成。

接著，執行步驟305，圖案化所述第二電極層和所述第二振膜層，以形成第二電極和第二振膜105，以及對稱設置於所述第二振膜105兩側的第三支撐梁1051和第四支撐梁1052，其中，所述第三支撐梁1051和第四支撐梁1052的一端分別連接所述第二振膜105，所述第三支撐梁1051和所述第四支撐梁1052的連線與所述第一支撐梁和所述第二支撐梁的連線平行，所述第三支撐梁和所述第四支撐梁的連線在水平方向內靠近所述第一振膜的另一端，參考圖1F。

可採用任何適用的方法圖案化所述第二振膜層和所述第二電極層，例如利用光刻工藝和刻蝕工藝。圖案化後形成的第二電極和第二振膜105形狀可以為矩形，但並不局限於上述形狀，還可以為其它合適的形狀例如橢圓形，多邊形等。本實施例中較佳地為矩形。

第二振膜105與第一振膜102具有相同的尺寸，其位置上下對應。

例如，所述第二振膜105的尺寸為50×100μm。上述尺寸僅是示例性地並不對本發明的第二振膜的尺寸進行限制，可根據實際器件尺寸進行適當的放大或者縮小。

在另一個示例中，所述第三支撐梁1051和所述第四支撐梁的長度為3μm，寬度為1μm。但並不局限於上述長度和寬度，可根據實際工藝進行適當調整。

其中，所述第三支撐梁1051和所述第四支撐梁1052的連線與所 述第一支撐梁和所述第二支撐梁的連線平行，所述第三支撐梁1051和所述第四支撐梁1052的連線在水平方向內靠近所述第一振膜的另一端，示例性地，所述第三支撐梁1051和第四支撐梁1052的連線距離所述第一振膜的另一端的距離為35μm。但並不局限於上述距離，但該距離應小於第一振膜的中心線與其任意一端的間距，所述第一振膜的中心線與所述第一支撐梁和第二支撐梁的連線平行。

示例性地，第三支撐梁1051和第四支撐梁1052表面上的部分第二電極層可用作之後的連線焊盤和電極的連線。

接著，執行步驟306，圖案化所述第二電極，以形成分別位於所述第三支撐梁1051和所述第四支撐梁1052連線兩側的第三子電極1061和第四子電極1062，以及對稱設置於所述第二振膜105的兩側的第三焊盤106a和第四焊盤106b，其中，所述第三焊盤106a與所述第三支撐梁1051的另一端相鄰，所述第四焊盤106b與所述第四支撐梁1052的另一端相鄰，如圖1F所示。

可採用任何適用的工藝圖案化所述第二電極，以及第二電極外側剩餘的第二電極層以形成第三焊盤106a和第四焊盤106b。圖案化所述第二電極的目的是形成間隔的第三子電極1061和第二子電極1062。

在此步驟中，還包括形成分別位於所述第三支撐梁1051和第四支撐梁1062表面上的第三電容線和第四電容線的步驟，所述第三電容線將所述第三焊盤106a與所述第三子電極1061相連，所述第四電容線將所述第四焊盤106b與所述第四子電極1062相連。

在另一個示例中，還可直接將位於所述第三支撐梁1051和第四支撐梁1052表面上的第二電極層用作第三電容線和第四電容線。

接著，執行步驟307，去除部分所述第一犧牲層和所述第二犧牲層，以釋放所述第一振膜和所述第二振膜。

所述第一犧牲層和第二犧牲層選用氧化物層時，可以選用TMAH的溼法蝕刻去除所述犧牲材料層。

所述TMAH溶液的質量分數為0.1％-10％，所述溼法蝕刻溫度為 25-90℃，所述溼法蝕刻時間為10s-1000s，但是並不局限於該示例，還可以選用本領域常用的其他方法。

在本步驟中，同時形成分別位於所述第一焊盤、所述第二焊盤、所述第三焊盤和所述第四焊盤下方的第一錨點、第二錨點、第三錨點和第四錨點，其中，所述第一支撐梁通過所述第一錨點錨固到所述基底上，所述第二支撐梁通過所述第二錨點錨固到所述基底上，所述第三支撐梁通過第三錨點錨固到所述基底上，所述第四支撐梁通過第四錨點錨固到所述基底上。進而形成最終的懸空於基底上方的由第一振膜和其上的第一子電極和第二子電極構成的第一電極平板，和懸空於第一電極平板上的第二電極平板，該第二電極平板由第二振膜和其上的第三子電極和第四子電極構成。

所述第三子電極和所述第四子電極分別與其下方的第一子電極或第二子電極構成獨立的電容。其中，位於第三子電極和第四子電極下方的所述第二振膜作為每個電容的質量塊。

參考圖1G為根據本發明的方法形成的MEMS加速度傳感器的立體模擬圖。由於平板支撐梁採用不對稱設置，使平板在加速度的作用下扭擺，而由於兩電極平板的支撐梁位於相反的位置，兩電極平板在加速度的作用下扭擺方向相反。

對本發明的MEMS加速度傳感器進行Ansys模擬如下：

採用SiGe作為振膜材料，為了方便模擬，電極不予考慮，錨點(anchor)取焊盤(Pad)形狀。平板尺寸為50×100um，支撐梁長3um，寬度為1um，支撐梁與電極平板一端的距離為35um。

在10g的Z軸加速度下，模擬結果如圖2所示，由圖可以看出本發明的MEMS加速度傳感器可對Z軸加速度進行準確的測量。

因此，根據本發明的製作方法形成的複合扭擺式平板電極用於測量Z軸的加速度具有以下優勢：

1、平板支撐梁採用不對稱設置，使平板在加速度的作用下扭擺；

2、而由於兩電極平板的支撐梁位於相反的位置，兩電極平板在加速度的作用下扭擺方向相反，使得電容變化信號得到有效提高；

3、本發明相對於現有技術採用薄膜上附加質量塊有助於減小MEMS的質量和體積，也有利於工藝的簡化和靈敏度的提高。

根據本發明的製作方法所獲得的複合扭擺式平板電極用於測量Z軸的加速度，外部採用信號相減可以使MEMS加速度傳感器的靈敏度顯著提高。

本發明已經通過上述實施例進行了說明，但應當理解的是，上述實施例只是用於舉例和說明的目的，而非意在將本發明限制於所描述的實施例範圍內。此外本領域技術人員可以理解的是，本發明並不局限於上述實施例，根據本發明的教導還可以做出更多種的變型和修改，這些變型和修改均落在本發明所要求保護的範圍以內。本發明的保護範圍由附屬的權利要求書及其等效範圍所界定。