CN104833822A - 膜片上fbar结构的微加速度计 - Google Patents

Abstract

本发明公开了膜片上FBAR结构的微加速度计，包括惯性力敏结构、检测元件和复合薄膜，复合薄膜用于连接惯性力敏结构和检测元件，惯性力敏结构位于复合薄膜的下方，检测元件位于复合薄膜的上方；惯性力敏结构包括Si质量块、Si基座与空腔；Si质量块设置于复合薄膜底部的中心区域，Si基座呈环状设置于复合薄膜底部的边沿区域，Si质量块、Si基座与复合薄膜之间为空腔，即Si基座包围Si质量块，Si质量块、Si基座被空腔隔开，Si质量块和空腔上面对应的复合薄膜为弹性膜片区域；检测元件包括FBAR、引线、焊盘，FBAR通过引线与焊盘连接；本发明具有可制造性好、温度稳定性高、模态间的交叉耦合小、机械强度高的优点。

Description

膜片上FBAR结构的微加速度计

技术领域

本发明属于微电子机械系统器件领域，具体涉及一种膜片上FBAR（薄膜体声波谐振器，film bulk acoustic-wave resonators）结构的微加速度计，该结构的微加速度计具有刚度高，模态间的交叉耦合小，灵敏度高及线性度好等特点。

技术背景

微加速度计是最重要的MEMS传感器之一，目前主要采用电容、压阻、场效应晶体管等检测原理，表头输出微弱的模拟信号，容易受到环境温度、寄生电容、电磁干扰等因素的影响，很难满足中高精度惯性测量的要求。基于微机械谐振器的谐振式微加速度计输出频率为准数字信号，具有抗干扰能力强、分辨率和测量精度高，适合单片集成等优点，但复杂的微机械结构、驱动与检测模式的耦合等易于导致器件可靠性、稳定性等方面的问题。

薄膜体声波谐振器（FBAR， thin-film bulk acoustic wave resonators）是一种新型的微型电声谐振器，具有高灵敏度、高工作频率和低功耗等特点。以FBAR替代微机械谐振器，结合典型的硅微惯性力敏结构，可以构建一种新型的高频谐振式微加速度计，满足目标探测、识别与控制系统对高灵敏度、低功耗、高可靠性、稳定性好的中高精度微加速度计的需求。微加速度计的工作原理是：当惯性力作用于质量块时，带动支撑质量块的悬臂梁变形，使得集成在悬臂梁上的FBAR产生应变，导致FBAR谐振频率偏移；利用适当的射频电路或矢量网络分析仪测量FBAR的谐振频率偏移，实现惯性加速度的读出或测量。

由全球高精度惯性器件领先制造商SEIKO EPSON的子公司EPSON Europe Electronics GmbH资助研究的一种基于FBAR的射频谐振式微加速度计，该种微加速度计提出了两种结构：FBAR-梁（FBAR-beam）结构和嵌入式FBAR（embedded-FBAR）结构，嵌入式FBAR结构采用空腔型FBAR，微加工工艺复杂；FBAR-梁式结构，其特征在于采用通孔型FBAR ，FBAR即为微加速度计的检测元件，又作为微加速度计的悬臂梁。该方案的缺点是：一、FBAR作为悬臂梁，器件的机械强度差，量程小；二、FBAR不具有温度补偿层，温度对FBAR谐振频率影响大；三、由于采用传统的悬臂梁结构，引线的分布受梁宽的限制。四、由于整个FBAR器件作为悬臂梁，惯性力作用时FBAR所受应力分布不均匀，导致微加速度计的检测误差较大。四、采用悬臂梁式结构，一阶模态频率与其他阶模态频率相隔较近，容易模态间的交叉耦合。

中国科学院上海微系统与信息技术研究所公开了公开号为CN101271124B，公开日是2010年9月29日的中国发明专利文献，该文献涉及一种L形梁压阻式微加速度计及其制作方法，该技术方案的特征在于弹性梁呈L形，每根L形梁上有两个阻值相等的压敏电阻组成惠斯通电桥的单边应变电桥。该方案的主要缺点是：一、输出的信号为模拟信号，易受外界环境影响，信号检测电路复杂；二、L形弹性梁的工艺制作复杂，需要在硅片上光刻出L形弹性梁窗口，并通过干法刻蚀释放出L形弹性梁的结构。三、引线的分布受L形弹性梁梁宽的限制；四、压敏电阻的灵敏度低，不能满足中高精度惯性测量的要求。

北京航空航天大学公开了一种谐振式微机械加速度计，公开号为CN1844931A，该发明的特征在于“回”字型质量块设计能过使元件在有限体积下实现较大的质量块，谐振梁采用双端固定音叉的形式，并且通过细颈结构与外界连接，有效减小谐振梁和外围结构的能量耦合。该方案的缺点是：一、该种微加速度计具有复杂的微机械结构，制造复杂。二、工作在Hz的频率范围，不能满足高频领域微加速度计的应用。

发明内容

本发明为了解决上述技术缺陷，提供了一种膜片上FBAR结构的微加速度计，该种结构的微加速度计除了具有高灵敏度（在100kHz/g量级）、低功耗（FBAR具有低功耗的优点）、高可靠性（避免了微机械谐振器中各种复杂的机/电失效模式）、制造性好（没有微机械谐振器中运动形式复杂的精细可动结构、CMOS工艺兼容易于单片集成）、高工作频率（f0在GHz量级），还能改善温度对FBAR灵敏度的影响，增加了器件的机械强度，引线的分布不再受梁宽的限制，一阶模态频率与其他阶相去甚远，模态间的交叉耦合小，且采用工艺较为简单的背腔刻蚀工艺即可形成质量块与弹性膜片；膜片上FBAR结构的微加速度计，可能满足目标探测、识别与控制系统对中高精度等级、高稳定性的微加速度计的需求。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：

膜片上FBAR结构的微加速度计，其特征在于：包括惯性力敏结构、检测元件和复合薄膜，复合薄膜用于连接惯性力敏结构和检测元件，惯性力敏结构位于复合薄膜的下方，检测元件位于复合薄膜的上方；惯性力敏结构包括Si质量块、Si基座与空腔；Si质量块设置于复合薄膜底部的中心区域，Si基座呈环状设置于复合薄膜底部的边沿区域，Si质量块、Si基座与复合薄膜之间形成空腔，即Si基座包围Si质量块，Si质量块、Si基座被空腔隔开，Si质量块和空腔上面对应的复合薄膜为弹性膜片区域；检测元件包括FBAR、引线、焊盘，FBAR通过引线与焊盘连接。

对于检测元件，进一步具体结构和连接关系为：

所述FBAR主要包括有压电振荡堆，压电振荡堆位于空腔上面对应的弹性膜片区域上面，即压电振荡堆位于弹性膜片区域上面的应力集中；压电振荡堆由下到上依次包括底电极、压电层、顶电极，底电极紧贴设置于弹性膜片区域上面，压电层底面的一部分紧贴底电极上面，压电层底面的另一部分向弹性膜片区域中心方向包覆底电极侧面并延伸至紧贴弹性膜片区域上面，顶电极底面的一部分紧贴压电层的上面，顶电极底面的另一部分向弹性膜片区域中心方向包覆压电层侧面并延伸至弹性膜片区域上面。

所述FBAR的压电振荡堆的数量≥1，形状为任意多边形；压电振荡堆固连在复合膜片上的弹性膜片区域，即FBAR中的压电振荡堆位于正对于空腔上方的复合膜片之上。

所述引线包括底电极引线与顶电极引线，焊盘包括底电极焊盘与顶电极焊盘，FBAR的底电极通过底电极引线与底电极焊盘连接，FBAR的顶电极通过顶电极引线与顶电极焊盘连接。

所述检测元件通过三次沉积和图形化工艺形成，具体为：第一次：底电极、底电极引线及底电极焊盘在底电极层进行沉积和图形化时形成；第二次：压电层在压电层进行沉积和图形化时形成；第三次：顶电极、顶电极引线及顶电极焊盘在顶电极层进行沉积和图形化时形成。底电极、顶电极位于弹性膜片区域之上，由于弹性膜片是一个连续、完整的平面，底电极引线和顶电极引线可以在弹性膜片区域上灵活布线，底电极焊盘和顶电极焊盘均设置于Si基座对应支撑的复合薄膜上面。

对于惯性力敏结构，进一步的具体结构限定为：

所述Si质量块为X-Y平面内半径r1的圆的内切正多边形沿负Z轴方向垂直拉伸高度h1后形成的立体，弹性膜片为半径r2、高度h2的圆盘，r1＜r2；Si质量块位于弹性膜片下方，两者固连为一体且两个立体的轴线重合；Si基座的高度h3为硅片的厚度，Si质量块的高度h1小于Si基座的高度h3，从而为Si质量块提供一个高度为[0，[h3-h1]的运动范围。

所述空腔是通过对硅衬底背面二次刻蚀形成的，具体刻蚀过程为：首先，对硅衬底背面图形化形成刻蚀窗口，通过刻蚀窗口第一次背面刻蚀确定Si质量块的高度与空腔的形状；对第一次刻蚀后形成的具有凹槽的硅衬底进行第二次背面刻蚀，确定空腔的深度、Si质量块的形状；Si基座、Si质量块形成后，Si基座、Si质量块和复合薄膜之间的空间构成空腔，空腔内填充空气。

所述空腔的顶壁面是惯性力敏结构中的弹性膜片，同时，又用于形成FBAR的声波反射界面。

为了获得高性能的FBAR，需将声波限制在由底电极-压电层-顶电极组成的压电振荡堆中。根据传输线理论，当负载为零或无穷大时，入射波将全反射，空气的声阻抗近似等于零，可以作为良好的声波反射边界。而压电振荡堆中顶电极一般与空气接触，自然形成了良好的声波反射界面，底电极因置于复合薄膜上面所以需要人为地形成声波反射界面，在本发明中即是空腔形成声波反射界面。

对于复合薄膜，进一步的具体限定为：

所述复合薄膜是X-Y平面内的正方形沿正Z轴方向拉伸高度为h2的方形膜片，复合薄膜包括SiO₂层和Si₃N₄层，SiO₂层与Si质量块、Si基座连接，Si₃N₄层位于SiO₂层上面，复合薄膜的拉伸高度h2即为SiO₂层与Si₃N₄层的厚度之和。

所述复合薄膜的弹性膜片区域不仅作为惯性力敏结构中的弹性元件，也作为FBAR压电振荡堆的支撑层。

所述复合薄膜中的SiO₂层具有正温度系数，通过CVD工艺制备；FBAR的压电层具有负温度系数；复合薄膜的弹性膜片区域的SiO₂层与FBAR的压电层复合，进行温度补偿，可提高FBAR结构的温度稳定性。

由FBAR串联谐振频率f_s与压电层弹性系数c之间的关系式： 知，压电层的弹性系数c与串联谐振频率f_s成正比。现有的多数的压电层其内部原子间的相互作用力一般都表现出负温度特性，即随着温度升高，原子间的相互作用力减弱，导致压电层的弹性系数变小。而FBAR的谐振频率又与压电层的弹性系数成正比关系，因此，随着温度的升高，FBAR的谐振频率减小。为降低这种温度-频率漂移特性的影响，必须对FBAR进行温度补偿以提高其温度稳定性。由于SiO₂层的杨氏模量随温度的升高而增大，即其温度系数为正值（约+85/℃），因此，当正温度系数的SiO₂层在和负温度系数的压电层复合时，会减小彼此的温度漂移，故采用SiO₂层作为弹性膜片中的下层结构。

所述SiO₂层作为硅衬底第二次背面刻蚀时的自停止层；由于刻蚀剂刻蚀SiO₂的速度远小于刻蚀Si的速度，可以确保硅衬底的第二次刻蚀不会对SiO₂/Si₃N₄弹性膜片的厚度产生影响。

所述Si₃N₄层与SiO₂层复合，可用于增强惯性力敏结构的机械强度。同时，Si₃N₄层是绝缘材料，FBAR中的底电极可以直接溅射在Si₃N₄层之上。

由于Si对FBAR的谐振频率影响很大，会使FBAR产生多个谐振模式，不利于惯性加速度信号的检测，故不能使用Si作为弹性膜片。Si₃N₄层具有高致密性、高介电常数、高绝缘强度等优良的物理性能及抗疲劳强度高、抗折断能力强等优良的机械性能；且较薄的Si₃N₄层不会对FBAR的谐振频率产生影响。为了提高器件的机械强度，故采用Si₃N₄层作为弹性膜片区域的上层结构。

本发明的有益效果如下：

本发明在实现微加速度计高灵敏度、高可靠性与高工作频率的同时，还能改善FBAR的温度稳定性，采用工艺较为简单的背腔刻蚀工艺形成质量块与弹性膜片，模态间的交叉耦合小，器件机械强度大，布线方便；膜片上FBAR结构的微加速度计，可能满足目标探测、识别与控制系统对中高精度等级、高稳定性的微加速度计的需求。

附图说明

图1(a)-1(e)为本发明的俯视结构示意图；

图2为图1A—A方向上的横截面示意图；

图3(a)-3(c)为本发明的仰视结构示意图；

图4为本发明空载条件下FBAR谐振频率示意图

图5为本发明100g惯性力作用下FBAR谐振频率示意图

图6(a)-图6(h)为本发明主要制作工艺步骤示意图

其中，附图标记为：1复合薄膜，2检测元件，3Si基座，4Si质量块，5弹性膜片区域，6空腔，7 SiO₂层，8 Si₃N₄层，9压电振荡堆，10焊盘，11引线，12底电极，13压电层，14顶电极，15硅衬底。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作详细说明：

如图1(a)-1(e)、2所示，分别为本发明中的俯视结构示意图和俯视结构示意图。

膜片上FBAR结构的微加速度计，包括惯性力敏结构、检测元件2和复合薄膜1，复合薄膜1用于连接惯性力敏结构和检测元件2，惯性力敏结构位于复合薄膜1的下方，检测元件2位于复合薄膜1的上方；惯性力敏结构包括Si质量块4、Si基座3与空腔6；Si质量块4设置于复合薄膜1底部的中心区域，Si基座3呈环状设置于复合薄膜1底部的边沿区域，Si质量块4、Si基座3与复合薄膜1之间形成空腔6，即Si基座3包围Si质量块4，Si质量块4、Si基座3被空腔6隔开，Si质量块4和空腔6上面对应的复合薄膜1为弹性膜片区域5；检测元件2包括FBAR、引线11、焊盘10，FBAR通过引线11与焊盘10连接。

对于检测元件2，进一步具体结构和连接关系为：

所述FBAR主要包括有压电振荡堆9，压电振荡堆9位于空腔6上面对应的弹性膜片区域5上面，即压电振荡堆9位于复合膜片上面的应力集中处；压电振荡堆9由下到上依次包括底电极12、压电层13、顶电极14，底电极12紧贴设置于弹性膜片区域5上面，压电层13底面的一部分紧贴底电极12上面，压电层13底面的另一部分向弹性膜片区域5中心方向包覆底电极12侧面并延伸至紧贴弹性膜片区域5上面，顶电极14底面的一部分紧贴压电层13的上面，顶电极14底面的另一部分向弹性膜片区域5中心方向包覆压电层13侧面并延伸至弹性膜片区域5上面。

压电振荡堆9的形状为任意正多边形，可以如图1（a）所示的矩形，也可以如图1（b）所示的正方形或者图1（c）所示的正五边形等；压电振荡堆9在弹性膜片区域5上分布的位置可以如图1（b）所示靠近弹性膜片区域5的外边沿处，也可以如图1（d）所述位于弹性膜片区域5的中间；压电振荡堆9的数量可以如图1（a）所示的四个，也可以如图1（d）所示的两个或多个，但至少有一个；其所述的膜片上FBAR结构的微加速度计，具有高灵敏度与高可靠性、工艺简单、温度稳定性好、模态间的交叉耦合小、器件机械强度高等特点。

所述引线11包括底电极引线与顶电极引线，焊盘10包括底电极焊盘与顶电极焊盘，FBAR的底电极12通过底电极引线与底电极焊盘连接，FBAR的顶电极14通过顶电极引线与顶电极焊盘连接。

对于惯性力敏结构，进一步的具体结构限定为：

所述Si质量块4为X-Y平面内半径r1的圆的内切正多边形沿负Z轴方向垂直拉伸高度h1后形成的立体，弹性膜片为半径r2、高度h2的圆盘，r1＜r2；Si质量块4位于弹性膜片下方，两者固连为一体且两个立体的轴线重合；Si基座3的高度h3为硅片的厚度，Si质量块4的高度h1小于Si基座3的高度h3，从而为Si质量块4提供一个高度为[0，（h3-h1）]的运动范围。

图3(a)-3(b)为本发明的背视结构示意图，采用工艺较为简单的背腔刻蚀对Si衬底进行二次刻蚀，形成Si基座3、Si质量块4与空腔6。首先，对硅衬底15底部进行图形化形成刻蚀窗口，采用深反应离子刻蚀对硅衬底15进行第一次刻蚀，确定Si质量块4的厚度与空腔6的形状其次，对第一次刻蚀所形成的凹槽进行图形化形成空腔6的释放窗口，采用深反应离子刻蚀对Si衬底进行第二次刻蚀，由于SiO₂层7在深反应离子刻蚀中具有较高的刻蚀比，故释放窗口内的Si刻蚀完全后反应停止，不会对SiO₂层7刻蚀进行过刻蚀，同时形成Si质量块4。Si质量块4为圆的内切正多边形沿其负Z轴方向方向垂直拉伸后形成的立体，Si质量块4除了可以形成图3(a)所示的圆柱体，也可以刻蚀形成图3(b)所示的方形柱体或者图3(c)其他正多边形柱体(边数大于4)。其空腔6的形状为对硅衬底15进行刻蚀后形成的Si基座3与Si质量块4中间所隔的空气间隙形状。

所述空腔6的顶壁面是惯性力敏结构中的弹性膜片，又用于形成FBAR的声波反射界面。

对于复合薄膜1，进一步的具体限定为：

所述复合薄膜1是X-Y平面内的正方形沿正Z轴方向拉伸高度为h2的方形膜片，复合薄膜1包括SiO₂层7和Si₃N₄层8，SiO₂层7与Si质量块4、Si基座3连接，Si₃N₄层8位于SiO₂层7上面，复合薄膜1的拉伸高度h2即为SiO₂层7与Si₃N₄层8的厚度之和。

所述复合薄膜1的弹性膜片区域5不仅作为惯性力敏结构中的弹性元件，也作为FBAR中的压电振荡堆9的支撑层。

所述复合薄膜1中的SiO₂层7具有正温度系数，通过CVD工艺制备；FBAR结构的压电层13具有负温度系数；复合薄膜1的弹性膜片区域5的SiO₂层7与FBAR的压电层13复合，进行温度补偿，可提高FBAR的温度稳定性。

图3中的弹性膜片区域5既为为本发明膜片上FBAR结构中复合薄膜1的应力集中区。当固连在SiO₂层7底部的质量块4收到惯性力作用时，质量块4离面运动，在弹性膜片区域5上产生横向（长度或宽度方向）应变，使得设置于Si₃N₄层8顶部、工作于纵波模式下FBAR的压电振荡堆9中的压电层13发生面内变形。根据应变的二次效应，长度或宽度方向的应变将导致压电层13厚度改变，在压电层13内产生纵向的应变，从而导致FBAR的谐振频率发生偏移。由图4知，膜片上FBAR结构的微加速度计应力最大处集中在空腔6所对应的Si₃N₄层8的顶部区域，为了使该结构的微加速度计有较好的灵敏度，将检测元件2中的压电振荡堆9设置于该区域上。

表1 膜片上FBAR结构的微加速度计初始结构参数

表2为本发明按照图1（a）与图3（a）所示结构建立的一个具体实例在表1的参数下仿真所得的前4阶模态频率，模态分析用来确定所设计结构的振动特性，使结构避免共振或以特定频率振动。工作模态之外的其它模态均为干扰运动，必须拉开它们与工作模态频率的差距，从而降低模态间的交叉耦合。由表2知一阶模态频率与二阶、三阶相去甚远，说明该结构的模态间的交叉耦合很小。

表2 前四阶模态频率

对于膜片上FBAR，压电振荡堆9设置在Si₃N₄层8顶部，其谐振频率随弹性膜片区域5（或压电振荡堆9中压电层13）中应力变化而偏移的根本原因是FBAR的基频谐振频率主要由压电层13的属性决定，忽略底电极12与顶电极14的影响，可以简单表示为：

                                      (1)

式中，f为FBAR的串联谐振频率，V_z是声波的纵波传播速度，d是压电层13的厚度。由式(1)可知，FBAR的谐振频率与其纵波传播速度有关。而FBAR的纵波声速为：

                               (2)

式中，c₃₃、e_z3和ε_zz分别为压电层13的弹性系数、压电常数和介电常数，ρ为压电层13的密度。而应力将改变晶胞的晶格常数a、c和晶胞内部参数μ，从而改变了晶胞体积，导致晶胞总能量发生变化，引起压电层13弹性系数c₃₃的改变。故惯性力作用下，弹性膜片区域5中产生应变，由于压电振荡堆9集成在Si₃N₄层8顶部，应变转移至压电振荡堆9中的压电层13，导致压电层13弹性系数c₃₃改变，最终使薄FBAR谐振频率发生偏移。

图4为本发明空载条件下FBAR谐振频率，m2标记FBAR串联谐振频率，m1标记FBAR的并联谐振频率，分别约为1.5093GHz和1.5281GHz。图5为本发明100g惯性力作用下FBAR谐振频率，串联谐振频率1.5094765GHz，并联谐振频率为1.5282190GHz。对比图4与图5，100g惯性力作用下薄膜体声波9的串联谐振频率偏移量约为120KHz，并联谐振频率偏移量约为115KHz。

图6为本发明膜片上FBAR结构微加速度计主要制作工艺步骤示意图，包括6（a）-6（h）八个主要工艺步骤。6（a）为初始的硅衬底15；在6（b）中，通过干-湿-干氧化在硅衬底15上表面形成一层SiO₂层7；在6（c）中，通过低压化学气相淀积法在SiO₂层7上表面形成一层Si₃N₄层8，SiO₂层7与Si₃N₄层8构成了复合薄膜1；在6（d）中，通过磁控溅射和超声剥离在Si₃N₄层8上表面形成Pt底电极12与焊盘10；在6（e）中，通过反应磁控溅射和TMAH溶液腐蚀在Pt底电极12上表面形成AlN压电薄膜的压电层13；在6（f）中，通过磁控溅射和湿法腐蚀在AlN压电薄膜的压电层13上表面形成Al顶电极14；在6（g）中，通过深反应离子刻蚀对硅衬底15下表面进行第一次刻蚀，形成Si基座3，同时确定Si质量块4厚度；在8（h）中，通过深反应离子刻蚀对硅衬底15下表面进行第二次刻蚀，形成空腔6与Si质量块4。

Claims (14)

1.膜片上FBAR结构的微加速度计，其特征在于：包括惯性力敏结构、检测元件和复合薄膜，复合薄膜用于连接惯性力敏结构和检测元件，惯性力敏结构位于复合薄膜的下方，检测元件位于复合薄膜的上方；惯性力敏结构包括Si质量块、Si基座与空腔；Si质量块设置于复合薄膜底部的中心区域，Si基座呈环状设置于复合薄膜底部的边沿区域，Si质量块、Si基座与复合薄膜之间形成空腔，即Si基座包围Si质量块，Si质量块、Si基座被空腔隔开，Si质量块和空腔上面对应的复合薄膜为弹性膜片区域；检测元件包括FBAR、引线、焊盘，FBAR通过引线与焊盘连接。

2.根据权利要求1所述的膜片上FBAR结构的微加速度计，其特征在于：所述FBAR包括有压电振荡堆，压电振荡堆位于空腔上面对应的弹性膜片区域上面，弹性膜片区域为复合膜片的应力集中部分；压电振荡堆由下到上依次包括底电极、压电层、顶电极，底电极紧贴设置于弹性膜片区域上面，压电层底面的一部分紧贴底电极上面，压电层底面的另一部分向弹性膜片区域中心方向包覆底电极侧面并延伸至紧贴弹性膜片区域上面，顶电极底面的一部分紧贴压电层的上面，顶电极底面的另一部分向弹性膜片区域中心方向包覆压电层侧面并延伸至弹性膜片区域上面。

3.根据权利要求2所述的膜片上FBAR结构的微加速度计，其特征在于：所述FBAR的压电振荡堆的数量≥1。

4.根据权利要求1所述的膜片上FBAR结构的微加速度计，其特征在于：所述引线包括底电极引线与顶电极引线，焊盘包括底电极焊盘与顶电极焊盘，FBAR的底电极通过底电极引线与底电极焊盘连接，FBAR的顶电极通过顶电极引线与顶电极焊盘连接。

5.根据权利要求4所述的膜片上FBAR结构的微加速度计，其特征在于：所述底电极焊盘、顶电极焊盘均设置于Si基座对应支撑的复合薄膜上面。

6.根据权利要求2所述的膜片上FBAR结构的微加速度计，其特征在于：所述检测元件通过三次沉积和图形化工艺形成，具体为：第一次，底电极、底电极引线及底电极焊盘在底电极层进行沉积和图形化时形成；第二次，压电层在压电层进行沉积和图形化时形成；第三次，顶电极、顶电极引线及顶电极焊盘在顶电极层进行沉积和图形化时形成。

7.根据权利要求1所述的膜片上FBAR结构的微加速度计，其特征在于：所述Si质量块为半径r1的圆的内切正多边形的柱体结构，柱体结构的高度为h1；所述弹性膜片为半径r2、高度h2的圆盘，r1＜r2。

8.根据权利要求7所述的膜片上FBAR结构的微加速度计，其特征在于：所述Si质量块位于弹性膜片区域中心的下方，Si质量块的中心轴线与弹性膜片区域的中心轴线重合。

9.根据权利要求7所述的膜片上FBAR结构的微加速度计，其特征在于：所述Si基座是高度为h3的硅片， h3大于h1，所述Si质量块在纵向上的运动范围为[0，（h3-h1）]。

10.根据权利要求1所述的膜片上FBAR结构的微加速度计，其特征在于：所述空腔是通过对硅衬底背面二次刻蚀形成的，具体刻蚀过程为：首先，对硅衬底背面图形化形成刻蚀窗口，通过刻蚀窗口第一次背面刻蚀确定Si质量块的高度与空腔的形状；对第一次刻蚀后形成的具有凹槽的硅衬底进行第二次背面刻蚀，确定空腔的深度、Si质量块的形状；Si基座、Si质量块形成后，Si基座、Si质量块和复合薄膜之间的空间构成空腔，空腔内填充空气。

11.根据权利要求10所述的膜片上FBAR结构的微加速度计，其特征在于：所述空腔的顶壁面还用于形成FBAR的声波反射界面。

12.根据权利要求1所述的膜片上FBAR结构的微加速度计，其特征在于：所述复合薄膜包括SiO₂层和Si₃N₄层，SiO₂层与Si质量块、Si基座连接，Si₃N₄层位于SiO₂层上面，SiO₂层与Si₃N₄层的厚度之和为h2。

13.根据权利要求12所述的膜片上FBAR结构的微加速度计，其特征在于：所述复合薄膜中的SiO₂层具有正温度系数，通过CVD工艺制备；所述FBAR的压电层具有负温度系数；复合薄膜的弹性膜片区域的SiO₂层与FBAR的压电层复合，进行温度补偿，用于提高FBAR的温度稳定性。

14.根据权利要求12所述的膜片上FBAR结构的微加速度计，其特征在于：所述复合薄膜中的SiO₂层作为硅衬底第二次背面刻蚀时的自停止层。