CN101625372A - 一种具有对称结构的微机械差分电容加速度计 - Google Patents

Abstract

一种具有对称结构的微机械差分电容加速度计，通过锚合区域anchor从上、下两个方向和可动硅结构组件连接。硅结构组件的弹性支撑梁分上、下两层分布在可动质量块、固支框架之间，连接可动质量块和固支框架，梁和可动质量块以及固支框架的连接处采用圆角过渡，可动质量块的上表面和下表面都分布有气体导流凹槽；电极盖板可由硅材料制成。质量块的上表面和下表面都分布的气体导流凹槽有利于调节所述的加速度计的压膜阻尼效应，从而从结构上改善离面式电容检测加速度计的动态特性；本发明所述加速度计的多根弹性支撑梁为单一掺杂浓度的单晶硅材料制成，消除了由于采用不同材料所引入的热失配应力，以及由于单晶硅掺杂浓度不同引入的热失配应力。

Description

一种具有对称结构的微机械差分电容加速度计

技术领域

本发明涉及能够实现单轴向加速度的高精度检测的MEMS(微机械，又称微电子机械系统)差分电容加速度计，具体涉及一种具有对称结构的微机械差分电容加速度计，属于电容加速度计技术领域。

背景技术

硅单晶材料具有良好的电学特性，是微电子技术的基本材料。此外，硅也有很好的机械特性，其断裂强度为不锈钢的三倍，努氏硬度高于不锈钢，弹性和不锈钢相当。MEMS技术正是人们在充分认识到单晶硅材料突出的机电特性后开发的一种微电子三维加工技术。基于MEMS技术的微传感器及微执行器具有体积小、重量轻、加工成本低、可批量制造、便于和电路集成等优点，已经得到了广泛的应用。

低精度和中等精度的微机械加速度计已经逐步取代传统的加速度计而占据市场主要的份额，但是，高精度加速度计领域长期以来一直由传统加速度计主导。相关用户对高精度加速度计的微型化、低成本的要求，给MEMS技术进入并主导高精度加速度计市场提供了契机。

现有技术水平：

1992年，Eric Peeters等人研制出第一种双层梁结构的MEMS电容加速度计，这种结构的加速度计具有良好的振动模态特性，非常适用于单轴高精度检测需求。Eric Peeters等采用普通单晶硅圆片，通过浓硼扩散自停止腐蚀控制梁结构的厚度，从而引入了较大的应力，从而会造成加速度计的温度特性等性能下降；此外，此加速度计的加工工艺中有脆弱硅基片键合工艺，从而影响了此加速度计的成品率。

2000年，美国密歇根大学的Najafi研究组制成了一种全硅的高精度电容加速度计，这种加速度计采用了双层悬臂梁设计，具有全对称结构，采用单个单晶硅圆片加工得到，实现了微g量级的加速度检测，但是此加速度计采用浓硼扩散自停止腐蚀工艺，引入了较大的应力，并且此加速度计结构脆弱，实用性较差。

美国I/O Sensors公司申请的系列专利U.S.Pat.No.5484073；U.S.Pat.No.5652384；U.S.Pat.No.5852242；U.S.Pat.No.是高精度微机械加速度计的成功方案，但是此方案采用深腐蚀后的两片SOI片进行硅-硅键合，存在键合风险高，键合成功率较低的问题，以及加工过程中片间的工艺结果不均匀性导致的敏感结构对称性降低的问题，此外，此方案较难实现非敏感轴向的有效过载保护。

发明内容

为了克服上述现有技术结构的不足，本发明提供一种具有对称结构的微机械差分电容加速度计，本发明提供基于双器件层SOI片的具有对称结构的微机械差分电容加速度计，从而实现单轴向加速度的高精度检测，此加速度计在非检测轴向具有较强的抗过载能力。

本发明解决技术问题所采用的技术方案是：

一种具有对称结构的微机械差分电容加速度计，包括：上电极盖板、下电极盖板，分别通过锚合区域anchor从上、下两个方向和可动硅结构组件连接。

硅结构组件由可动质量块、固支框架、多个弹性支撑梁组成，其中弹性支撑梁分上、下两层分布在可动质量块、固支框架之间，连接可动质量块和固支框架，梁和可动质量块以及固支框架的连接处采用圆角过渡，可动质量块的上表面和下表面都分布有气体导流凹槽；

上、下电极盖板由硅材料制成，最好为单晶硅材料；上电极盖板和下电极盖板上的检测-驱动电极、电信号引出线、压焊电极通过绝缘层与电极盖板的单晶硅衬底为电绝缘；上、下电极盖板的单晶硅衬底接地；在上电极盖板和下电极盖板上的检测/驱动电极之上有多个绝缘阻挡块作为敏感轴向抗过载阻挡块，在上电极盖板和下电极盖板上的检测/驱动电极四周有多个突起为非敏感轴向抗过载阻挡块。

一种具有对称结构的微机械差分电容加速度计，包括：上电极盖板、下电极盖板，分别通过锚合区域anchor从上、下两个方向和可动硅结构组件连接。

可动硅结构组件由可动质量块、固支框架、多个弹性支撑梁组成，其中弹性支撑梁分上、下两层分布在可动质量块、固支框架之间，连接可动质量块和固支框架，梁和可动质量块以及固支框架的连接处采用圆角过渡，可动质量块的上表面和下表面都分布有气体导流凹槽；

上、下电极盖板由玻璃材料制成，最好采用和单晶硅热失配较小的玻璃材料；玻璃材料本身电绝缘，上电极盖板和下电极盖板上的检测-驱动电极、电信号引出线、压焊电极直接制作在玻璃衬底上即可实现电绝缘；在上电极盖板和下电极盖板上的检测/驱动电极之上有多个绝缘阻挡块作为敏感轴向抗过载阻挡块，在上电极盖板和下电极盖板上的检测/驱动电极四周有多个突起为非敏感轴向抗过载阻挡块。

一种微机械差分电容加速度计，单晶硅下盖板同单晶硅上盖板具有完全相同的结构：基板由单晶硅制成，单晶硅上盖板上有凸起结构，数量可以是4个或更多；单晶硅上盖板上有在基板上形成的浅槽，在浅槽中有上金属驱动电极以及上压焊电极，通过上电极引线实现互连，在浅槽和上金属驱动电极、上压焊电极、电极引线之间有二氧化硅绝缘层相隔，这层二氧化硅绝缘层保证了单晶硅基板和金属驱动电极、上压焊电极、电极引线之间的电绝缘；上金属驱动电极上分布有绝缘阻挡块，绝缘阻挡块的数量最少为1个；

在单晶硅盖板背面覆盖有金属电极，金属电极和单晶硅基板电接触，通过将金属电极接地实现单晶硅基板接地；单晶硅基板正面有上盖板绝缘环。

本发明的有益效果具体如下：

本发明所述加速度计采用全对称的结构设计，检测模态频率和其他各振动模态得到了良好的区分，降低了检测模态受其他各振动模态的影响，便于实现单轴向加速度的高精度检测；质量块的上表面和下表面都分布的气体导流凹槽有利于调节本发明所述的加速度计的压膜阻尼效应，从而从结构上改善离面式电容检测加速度计的动态特性；本发明所述加速度计的多根弹性支撑梁为单一掺杂浓度的单晶硅材料制成，消除了由于采用不同材料所引入的热失配应力，以及由于单晶硅掺杂浓度不同引入的热失配应力。

本发明所述加速度计在检测轴向及非检测轴向都设置有抗过载阻挡块，因此具较好的抗过载性能，提高了办发明所述加速度计的可靠性；如果采用硅材料制作电极盖板则可以通过电极盖板衬底接地，以及单晶硅框架接地实现电磁屏蔽；如果采用玻璃材料制作电极盖板则可以通过单晶硅框架接地实现部分电磁屏蔽。

附图说明

图1A是根据本发明的微机械差分式电容加速度计(玻璃电极盖板方案)的正等侧视图；

图1B是根据本发明的微机械差分式电容加速度计(玻璃电极盖板方案)在上电极盖板处于打开状态下的正等侧视图；

图2双器件层SOI单晶硅圆片的正等侧视图；

图3是如图2所示双器件层SOI单晶硅圆片沿着3-3剖线得到的剖面视图；

图4是硅结构组件100S的正等侧视图；

图5A是硅结构组件100S的顶视图；

图5B是硅结构组件100S的底视图；

图6是硅结构组件100S沿图5A所示剖面线的剖面视图；

图7是硅结构组件100S压焊电极部分的局部放大图；

图8A所示为上电极盖板100Ga(玻璃电极盖板方案)；

图8B所示为下电极盖板100Gb(玻璃电极盖板方案)；

图9是根据本发明的微机械差分式电容加速度计(玻璃电极盖板方案)的剖面视图；

图10A所示为根据本发明的微机械差分式电容加速度计(单晶硅电极盖板方案)200的单晶硅上盖板200Ga的正等侧视图；

图10B是单晶硅上盖板200Ga背面的正等侧视图；

图11是根据本发明的微机械差分式电容加速度计(单晶硅电极盖板方案)200的正等侧视图；

图12是根据本发明的微机械差分式电容加速度计(单晶硅电极盖板方案)的剖面视图。

从下述结合附图的详细描述，将更加详细的理解本发明的上述以及其他目的、特点及优势。

具体实施方式

实施例1：

如图1-9所示，一种具有对称结构的微机械差分电容加速度计(玻璃电极盖板方案)。图1A是根据本发明的微机械差分式电容加速度计(玻璃电极盖板方案)的正等侧视图，玻璃电极盖板方案的加速度计100具有一个玻璃上电极盖板100Ga，一个玻璃下电极盖板100Gb，一个硅结构组件100S，图1B是100加速度计在上玻璃电极盖板掀开状态下的正等侧视图。

图2是用于加工硅结构组件100S的基材1，即如前所述的一种双器件层SOI单晶硅圆片的正等侧视图，如图2所示，此种SOI片具有一个单晶硅衬片4，单晶硅衬片4的正反面分别有厚度相等的二氧化硅绝缘层3及3’，在二氧化硅绝缘层3及二氧化硅绝缘层3’上分别有厚度相等的单晶硅层器件层2及单晶硅层器件层2’，图3是如图2所示双器件层SOI单晶硅圆片沿着3-3剖线得到的剖面视图，此种SOI片在如图所示的Z轴向由单晶硅层器件层2、二氧化硅绝缘层3、单晶硅衬片4、二氧化硅绝缘层3’、单晶硅层器件层2’各层构成。这种SOI片也可以由7层结构构成，即在单晶硅衬片4中加入一层二氧化硅绝缘层，从而单晶硅衬片4结构变为由两层单晶硅层中间夹一层二氧化硅层的三明治结构。

图4是硅结构组件100S的正等侧视图，硅结构组件100S是由如图2、3所示的双器件层SOI单晶硅圆片1加工得到的，因此单晶硅结构组件100S具有1所具有的层状结构。图5A是硅结构组件100S的顶视图，图5B是硅结构组件100S的底视图，图6是硅结构组件100S沿图5A所示剖面线的剖面视图。如图5A、图5B、图6所示，可动质量块101和固支框架102通过上下两层多个弹性支撑梁8a、8b、8c、8d、8’a、8’b、8’c、8’d形成机械连接，梁和可动质量块以及固支框架的连接处采用圆角过渡，组成硅结构组件100S，可动质量块101对于通过它的几何中心的XOY、XOZ、YOZ坐标平面对称。

如图6所示，可动质量块101在Z轴方向分为七层，分别为上可动电极9，在9上覆盖有上可动电极金属层11，二氧化硅绝缘层15，单晶硅配重质量块16，二氧化硅绝缘层15’，下可动电极9’，在下可动电极9’上覆盖有下可动电极金属层11’。在下可动电极9上分布有导流凹槽10，在下可动电极9’上分布有导流凹槽10’；如图9以及图12所示，导流凹槽10及10’有助于降低构成检测电容如C1(C1’、C2、C2’同)的上金属驱动电极33和上可动电极金属层11之间的压膜气体阻尼，从而有助于降低本发明所述微机械差分式电容加速度计的热噪声，从而提高加速度检测的分辨率。

如图6所示，固支框架102在Z轴方向分为五层，分别为上电极信号引出层6、二氧化硅绝缘层5、单晶硅框架7、二氧化硅绝缘层5’、下电极信号引出层6’；如图5A所示，在上电极信号引出层6的右上角有金属电极14，上可动电极金属层11的电学信号传导到上可动电极9上通过弹性支撑梁8a、8b、8c、8d传导到上电极信号引出层6，金属电极14和上电极信号引出层6的电接触类型是欧姆接触，可以完成电信的线性传输，金属电极14作为压焊电极(WireBonding Pad)，可以通过金丝球压焊等封装互联技术，用来将电信号向接口电路引出；同样，如图5B所示，在下电极信号引出层6’的右上角有金属电极14’，下可动电极金属层11’的电学信号传导到下可动电极9’上通过弹性支撑梁8’a、8’b、8’c、8’d传导到下电极信号引出层6’，功能同金属电极14一样，金属电极14’也可以完成传导到下电极信号引出层6’的电学信号的引出。

如图5A、图5B及图7所示，二氧化硅绝缘层5以及上电极信号引出层6在上体硅电信号引出电极13所在位置均留有空缺，以确保单晶硅框架7上的电学信号能够通过体硅电信号引出电极13引出，同样，上体硅电信号引出电极13’也可以满足单晶硅框架7上的电学信号引出；设置13以及13’是为了将单晶硅框架7接地，从而更好的实现可动硅结构100S的各层间的电信号隔离。

图8A所示为玻璃上电极盖板100Ga，图8B所示为玻璃下电极盖板100Gb，玻璃上电极盖板100Ga的基板30以及玻璃下电极盖板100Gb的基板30’的材料为玻璃，玻璃上电极盖板100Ga上有凸起结构31a、31b、31c、31d，下电极盖板100Gb上有凸起结构31’a、31’b、31’c、31’d，这些凸起结构是可动质量块101在X，Y轴向的防过载保护凸点，数量可以是4个或大于4个；图9是根据本发明的微机械差分式电容加速度计(玻璃电极盖板方案)的剖面视图；在X，Y轴向加速度作用下，可动质量块101在X，Y方向运动，可动质量块101运动导致和其相连的各个弹性支撑梁(8a～8d、8’a～8’d)发生变形，当加速度过大时弹性支撑梁会发生断裂，损坏器件，凸起结构(31a～31d、31’a～31’d)限制了可动质量块101在X，Y方向运动，从而限制了各个弹性支撑梁的变形量，从而起到保护本发明所述加速度计的作用；玻璃上电极盖板100Ga上有在基板30上形成的浅槽32，在浅槽32中有上金属驱动电极33以及上压焊电极37，它们通过上电极引线36实现互连；玻璃下电极盖板100Gb上有在基板30’上形成的浅槽34’b，在浅槽34’b中有下金属驱动电极33’以及下压焊电极37’，它们通过上电极引线36’实现互连；上金属驱动电极33上分布有绝缘阻挡块34a、34b、34c、34d，这些绝缘阻挡块是可动质量块101在Z轴向的防过载保护凸点，绝缘阻挡块的数量最少为1个，下金属驱动电极33’上分布有绝缘阻挡块34’a、34’b、34’c、34’d，这些绝缘阻挡块是可动质量块101在Z轴向的防过载保护凸点，绝缘阻挡块的数量最少为1个，绝缘阻挡块34a～34d、34’a～34’d分别夹在上金属驱动电极33和上可动电极金属层11之间以及上金属驱动电极33’和上可动电极金属层11’之间，这些绝缘阻挡块一方面限制了可动质量块101在Z方向运动范围，一方面防止了33和11的直接接触以及33’和11’的直接接触，避免了如图9以及图12中所示检测电容C1、C1’、C2、C2’各自极板间的短路。

如图9所示，玻璃上电极盖板100Ga和玻璃下电极盖板100Gb通过锚合区域(anchor)103同硅结构组件100S实现机械连接。

如图9所示，上金属驱动电极33和上可动电极金属层11构成了上检测电容C1，下金属驱动电极33’和上可动电极金属层11’构成了上检测电容C1’，在Z轴向加速度的作用下可动质量块101沿加速度反方向移动导致C1、C1’电容间隙变化，从而C1、C1’电容值变化，通过加速度计外围伺服电路读出电容变化值，通过计算进一步得到相应的加速度值，完成此加速度计对加速度的检测。

分布在上金属驱动电极33上的绝缘阻挡块34a、34b、34c、34d是由电绝缘材料制成，保证上金属驱动电极33和上可动电极金属层11不会直接接触造成短路，同样，分布在下金属驱动电极33’下的绝缘阻挡块34’a、34’b、34’c、34’d也是由电绝缘材料制成，保证下金属驱动电极33’和下可动电极金属层11’不会直接接触造成短路。

实施例2：

如图10-12所示，一种具有对称结构的微机械差分电容加速度计(单晶硅电极盖板方案)。本实施例所术的单晶硅盖板方案与实施例1所述玻璃电极盖板方案采用相同的单晶硅结构组件100S，只是选用单晶硅作为电极盖板材料，并且在结构上同采用玻璃材料制成的电极盖板有所不同。图10A所示为根据本发明的微机械差分式电容加速度计(单晶硅电极盖板方案)200的单晶硅上电极盖板200Ga的正等侧视图，图10B是单晶硅上电极盖板200Ga背面的正等侧视图，由于单晶硅下盖板200Gb同单晶硅上板200Ga具有完全相同的结构，此处仅对200Ga进行结构说明。

如图10A，200Ga的基板40由单晶硅制成，200Ga上有凸起结构41a、41b、41c、41d(同样，200Gb上有凸起结构41’a、41’b、41’c、41’d)，这些凸起结构是可动质量块101在X，Y轴向的防过载保护凸点，数量可以是4个或更多(同实施例1中31a～31d、31’a～31’d具有相同做用)；200Ga上的42是在基板40上形成的浅槽，在浅槽中有上金属驱动电极43以及上压焊电极47，它们通过上电极引线46实现互连，在浅槽42和上金属驱动电极43、上压焊电极47、电极引线46之间有二氧化硅绝缘层49相隔，这层二氧化硅绝缘层保证了单晶硅基板40和金属驱动电极43、上压焊电极47、电极引线46之间的电绝缘。上金属驱动电极43上分布有绝缘阻挡块44a、44b、44c、44d(同样，200Gb上有绝缘阻挡块44’a、44’b、44’c、44’d)，这些绝缘阻挡块是可动质量块101在Z轴向的防过载保护凸点，绝缘阻挡块的数量最少为1个(同实施例1中34a～34d、34’a～34’d具有相同做用)。

如图10B所示，在单晶硅盖板200Ga背面覆盖有金属电极48，金属电极48和单晶硅基板40电接触，可以通过将金属电极48接地实现单晶硅基板40接地。如图10A所示，单晶硅基板40正面有上盖板绝缘环45，这个绝缘环由绝缘材料制成，通常是二氧化硅；当金属电极48、48’以及13、13’均接地时，本发明所述加速度计具有良好的抗电磁干扰的能力。

图11是单晶硅上电极盖板200Ga以及单晶硅下电极盖板200Gb和可动硅结构组件100S通过锚合区域实现机械连接后的微机械差分式电容加速度计(单晶硅电极盖板方案)200的正等侧视图。

图12是根据本发明的微机械差分式电容加速度计(单晶硅电极盖板方案)的剖面视图。如图12所示，单晶硅上电极盖板200Ga和单晶硅下电极盖板200Gb通过上盖板绝缘环45和下盖板绝缘环45’同硅结构组件100S锚合实现机械连接以及电隔离；图9中所示凸起结构41b、41d、41’b、41’d限制了可动质量块101在x轴向的可动范围，从而起到对可动质量块101在X轴向的加速度过载保护的作用，同样，图中未标示的41a、41c、41’a、41’c起到对可动质量块101在Y轴向的加速度过载保护的作用。

如图12所示，上金属驱动电极43和上可动电极金属层11构成了上检测电容C2，下金属驱动电极43’和上可动电极金属层11’构成了上检测电容C2’，在Z轴向加速度的作用下可动质量块101沿加速度反方向移动导致C2、C2’电容间隙变化，从而C2、C2’电容值变化，通过加速度计外围伺服电路读出电容变化值，通过计算进一步得到相应的加速度值，完成此加速度计对加速度的检测；分布在上金属驱动电极43上的绝缘阻挡块44a、44b、44c、44d是由电绝缘材料制成，保证上金属驱动电极43和上可动电极金属层11不会直接接触造成短路，同样，分布在下金属驱动电极43’下的绝缘阻挡块44’a、44’b、44’c、44’d也是由电绝缘材料制成，保证下金属驱动电极43’和上可动电极金属层11’不会直接接触造成短路。

Claims (10)

1、一种微机械差分电容加速度计，其特征在于包括：上电极盖板、下电极盖板，分别通过锚合区域anchor从上、下两个方向和可动硅结构组件连接；

可动硅结构组件由可动质量块、固支框架、多个弹性支撑梁组成，其中弹性支撑梁分上、下两层分布在可动质量块、固支框架之间，连接可动质量块和固支框架，梁和可动质量块以及固支框架的连接处采用圆角过渡，可动质量块的上表面和下表面都分布有气体导流凹槽；

上、下电极盖板由硅材料制成，为单晶硅材料；上电极盖板和下电极盖板上的检测-驱动电极、电信号引出线、压焊电极通过绝缘层与电极盖板的单晶硅衬底为电绝缘；电极盖板的单晶硅衬底接地；在上电极盖板和下电极盖板上的检测/驱动电极之上有多个绝缘阻挡块作为敏感轴向抗过载阻挡块，在上电极盖板和下电极盖板上的检测/驱动电极四周有多个突起为非敏感轴向抗过载阻挡块；

或：电极盖板由玻璃材料制成，采用和单晶硅热失配较小的玻璃材料；玻璃材料本身电绝缘，上电极盖板和下电极盖板上的检测-驱动电极、电信号引出线、压焊电极直接制作在玻璃衬底上实现电绝缘；在上电极盖板和下电极盖板上的检测/驱动电极之上有多个绝缘阻挡块作为敏感轴向抗过载阻挡块，在上电极盖板和下电极盖板上的检测/驱动电极四周有多个突起为非敏感轴向抗过载阻挡块。

2、根据权利要求1所述的一种微机械差分电容加速度计，其特征在于可动硅结构组件基于双器件层SOI单晶硅圆片；双器件层SOI单晶硅圆片具有一个单晶硅衬片，单晶硅衬片的正反面分别有厚度相等的二氧化硅绝缘层，在二氧化硅绝缘层上分别有厚度相等的单晶硅层器件层。

3、根据权利要求1所述的一种微机械差分电容加速度计，其特征在于所述的双器件层SOI片，在其厚度方向包含5层结构，依次为硅层、二氧化硅层、硅层、二氧化硅层和硅层。

4、根据权利要求1所述的一种微机械差分电容加速度计，其特征在于所述的双器件层SOI片，在其厚度方向包含7层结构，依次为硅层、二氧化硅层、硅层、二氧化硅层、硅层、二氧化硅层和硅层。

5、根据权利要求1所述的一种微机械差分电容加速度计，其特征在于所述的加速度计中有两个检测电容，构成差分关系(C1、C1’或C2、C2’)，所述每个检测电容都是由相应上、下电极盖板(玻璃电极盖板或单晶硅电极盖板)的金属驱动电极分别通过对准键合工艺(硅-玻璃键合或硅-硅键合)和可动质量块上的上、下可动电极金属层构成平行的金属平板结构，即平行板电容结构，电容间隙通过锚合区域anchor和可动质量块金属层之间的台阶高度控制。

6、根据权利要求1所述的一种微机械差分电容加速度计，其特征在于所述的固支框架，固支框架包含的每一层硅结构上都有用于压焊的金属压焊电极。

7、根据权利要求1所述的一种微机械差分电容加速度计，其特征在于所述的多个弹性支撑梁，分上下两层连接可动质量块和固支框架。

8、根据权利要求1所述的一种微机械差分电容加速度计，其特征在于所述的上电极盖板和下电极盖板的基材为玻璃其上有金属的检测/驱动电极，在检测/驱动电极四周有突起点；在驱动电极上有绝缘块。

9、根据权利要求1所述的一种微机械差分电容加速度计，其特征在于所述的上电极盖板和下电极盖板的基材为硅，其上有金属的检测/驱动电极，压焊电极以及互连金属线，检测/驱动电极，压焊电极以及互连金属线和硅基材之间有绝缘层进行电隔离；在检测/驱动电极四周皆有突起点；在检测/驱动电极上有至少一个绝缘块。

10、一种微机械差分电容加速度计，其特征在于，单晶硅下盖板同单晶硅上板具有完全相同的结构：基板由单晶硅制成，单晶硅上盖板上有凸起结构，数量可以是4个或更多；单晶硅上盖板上有在基板上形成的浅槽，在浅槽中有上金属驱动电极以及上压焊电极，通过上电极引线实现互连，在浅槽和上金属驱动电极、上压焊电极、电极引线之间有二氧化硅绝缘层相隔，这层二氧化硅绝缘层保证了单晶硅基板和金属驱动电极、上压焊电极、电极引线之间的电绝缘；上金属驱动电极上分布有绝缘阻挡块，绝缘阻挡块的数量最少为1个；

在单晶硅盖板背面覆盖有金属电极，金属电极和单晶硅基板电接触，通过将金属电极接地实现单晶硅基板接地；单晶硅基板正面有上盖板绝缘环。

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