王 鵬，楊 帆，王 楠，王明武，梁應(yīng)選

(陜西理工大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院，陜西省工業(yè)自動(dòng)化重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，陜西漢中 723000)

0 引言

MEMS壓阻式加速度傳感器是利用半導(dǎo)體的壓阻效應(yīng)，當(dāng)有外界加速度輸入時(shí)，傳感器敏感元件的梁結(jié)構(gòu)會(huì)發(fā)生變形，進(jìn)而產(chǎn)生應(yīng)力輸出，該應(yīng)力會(huì)導(dǎo)致傳感器的壓敏電阻阻值發(fā)生變化，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)加速度信號(hào)的測(cè)量。最早的MEMS壓阻式傳感器是由美國(guó)斯坦福大學(xué)Rolyance[1]等人研制成功的，其結(jié)構(gòu)為單懸臂梁-質(zhì)量塊結(jié)構(gòu)。而在后來的幾十年時(shí)間里，各種各樣的梁-質(zhì)量塊結(jié)構(gòu)的MEMS加速度計(jì)被研制成功，其中包括雙梁質(zhì)量塊[2]、十字梁[3]以及復(fù)合多梁[4]等結(jié)構(gòu)。

目前，壓阻式加速度傳感器的研究工作主要圍繞著轉(zhuǎn)換元件和敏感元件展開：一方面是通過將新材料和新技術(shù)引入到轉(zhuǎn)換元件的研究中，如太原理工大學(xué)研制的基于GaAs介觀壓阻效應(yīng)的壓阻式加速度傳感器和西安交通大學(xué)趙玉龍等人研制的基于非晶態(tài)碳膜的高g值加速度傳感器[5-6]；另一方面則注重對(duì)傳感器的敏感結(jié)構(gòu)進(jìn)行研究，通過設(shè)計(jì)不同的力學(xué)結(jié)構(gòu)，從而得到不同量程、靈敏度、固有頻率的傳感器，并通過結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化提升傳感器的各項(xiàng)性能。在某些特殊環(huán)境下，加速度信號(hào)組成較為復(fù)雜，例如機(jī)床主軸振動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)，可能有多方向加速度信號(hào)同時(shí)施加到傳感器，這就要求設(shè)計(jì)的傳感器具有較低的橫向效應(yīng)。壓阻式加速度傳感器的橫向交叉干擾主要是由梁質(zhì)心與檢測(cè)質(zhì)量塊質(zhì)心的高度不同而引起的。因此在目前的研究中，大多學(xué)者通過減小傳感器質(zhì)量塊與梁的質(zhì)心高度距離來降低傳感器橫向交叉干擾，如上述文獻(xiàn)中的鮑敏航等人研制的平面內(nèi)加速度傳感器。印度理工學(xué)院Sankar等人通過在質(zhì)量塊上鍍金，成功研制了具有極低橫向交叉干擾壓阻式加速度傳感器，減小了梁質(zhì)心與質(zhì)量塊質(zhì)心的距離，有效地限制了傳感器的橫向交叉干擾[7]。另外，一些學(xué)者則通過增加敏感結(jié)構(gòu)的橫向剛度來降低傳感器的橫向交叉干擾，如雙橋結(jié)構(gòu)傳感器，通過將懸臂梁置于質(zhì)量塊的四角上，拉大了梁中心線與質(zhì)量塊中心線的距離，從而有效地限制了傳感器的橫向交叉干擾[8]。西安交通大學(xué)趙玉龍等人提出了一種具有梁膜結(jié)構(gòu)的加速度傳感器，在傳統(tǒng)單懸臂梁-質(zhì)量塊結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上增加了膜結(jié)構(gòu)，在一定程度上增加了傳感器橫向剛度，降低了傳感器的橫向靈敏度[9]。在目前的研究中，大多學(xué)者通過減小傳感器質(zhì)量塊與梁的質(zhì)心高度距離或者增加敏感結(jié)構(gòu)橫向剛度來降低傳感器橫向交叉干擾。但是很少有研究能徹底消除傳感器的橫向交叉干擾，因此如何從理論上消除橫向加速度對(duì)于傳感器的影響成為高性能傳感器研究中的技術(shù)難點(diǎn)之一。

1 壓阻式加速度傳感器的橫向交叉干擾

橫向交叉干擾是當(dāng)橫向加速度作用于傳感器敏感結(jié)構(gòu)時(shí)，梁結(jié)構(gòu)產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)造成的，圖1為梁-質(zhì)量塊結(jié)構(gòu)示意圖，其質(zhì)量塊質(zhì)心與梁質(zhì)心之間的距離d可以表示為

(1)

式中：hm為質(zhì)量塊的厚度；hb為敏感梁的厚度。

圖1 傳感器側(cè)向干擾模型

當(dāng)橫向加速度ac作用于傳感器時(shí)，質(zhì)量塊的慣性力將會(huì)使梁結(jié)構(gòu)產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)，并引起一個(gè)力矩Mc，如式(2)所示：

(2)

設(shè)Kx為結(jié)構(gòu)x方向的扭轉(zhuǎn)剛度，Ky為結(jié)構(gòu)y方向的扭轉(zhuǎn)剛度，那么在橫向加速度作用下質(zhì)量塊繞x軸的轉(zhuǎn)角θx和繞y軸的轉(zhuǎn)角θy可以用式(3)表示[10]：

(3)

由式(3)可知，傳感器在受到非敏感方向加速度作用下，其輸出應(yīng)力由2方面決定，一是傳感器的橫向扭轉(zhuǎn)剛度；二是質(zhì)量塊質(zhì)心與梁質(zhì)心之間的距離，增加傳感器的結(jié)構(gòu)剛度或者減小質(zhì)量塊和梁質(zhì)心的距離都有助于減小傳感器的橫向交叉干擾。然而無論如何，由于現(xiàn)有MEMS加工工藝的限制，不可能使傳感器結(jié)構(gòu)受到非敏感方向加速度作用下的應(yīng)力輸出為0。前文已經(jīng)對(duì)目前降低傳感器橫向交叉干擾的研究進(jìn)行了分析，基本上都是盡可能地降低傳感器結(jié)構(gòu)受到非敏感方向時(shí)的應(yīng)力輸出，而無法徹底消除橫向交叉干擾。

壓阻式加速度傳感器的原理是當(dāng)敏感方向加速度作用在傳感器敏感結(jié)構(gòu)上時(shí)，布置在敏感梁上的壓敏電阻阻值發(fā)生變化，使得傳感器信號(hào)檢測(cè)電路產(chǎn)生一定的輸出，也就是說傳感器的輸出是由2部分所決定的，一部分是結(jié)構(gòu)變形區(qū)域的應(yīng)力值大小，一部分是惠斯登電橋的輸出特性。從前文的研究可以看出，無論結(jié)構(gòu)怎么變化，其受到非敏感方向加速度作用下應(yīng)力輸出都不可能為0，因此本文擬采用惠斯登電橋的輸出特性和敏感梁上的應(yīng)力分布特點(diǎn)來優(yōu)化傳感器信號(hào)檢測(cè)電路，以達(dá)到減小甚至消除傳感器的橫向交叉干擾的目的，圖2為典型的惠斯登全橋電路。

圖2 惠斯登全橋電路

圖2中，R1、R2、R3、R4為傳感器的4個(gè)壓敏電阻，假設(shè)ΔR1、ΔR2、ΔR3和ΔR4分別為4個(gè)壓敏電阻的變化值，對(duì)于MEMS加速度傳感器來說，R1=R2=R3=R4=R，|ΔR1|=|ΔR2|=|ΔR3|=|ΔR4|，當(dāng)惠斯登電橋的4個(gè)電阻發(fā)生變化時(shí)，其輸出公式為

(4)

分析式(4)可得到當(dāng)以下情況發(fā)生時(shí)，惠斯登電橋的輸出均為0：

(1)當(dāng)4個(gè)壓敏電阻的變化量大小相等，方向相同時(shí)，等式成立，惠斯登電橋的輸出為0；

(2)當(dāng)ΔR1=-ΔR3和ΔR2=-ΔR4時(shí)，即惠斯登電橋?qū)蔷€上的電阻變化大小相等，方向相反時(shí)，等式成立，惠斯登電橋輸出為0。

通過以上的研究和分析發(fā)現(xiàn)，合理地利用惠斯登電橋的輸出特點(diǎn)，通過將電阻排布在合適的應(yīng)力區(qū)域，可以使惠斯登電橋的輸出為0，從而達(dá)到消除傳感器橫向交叉干擾的目的。

2 傳感器芯片設(shè)計(jì)

傳感器芯片的設(shè)計(jì)主要包括敏感結(jié)構(gòu)和信號(hào)檢測(cè)電路的設(shè)計(jì)，其中敏感結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)主要取決于應(yīng)用場(chǎng)合對(duì)于傳感器的性能指標(biāo)要求，而信號(hào)檢測(cè)電路的設(shè)計(jì)是保證傳感器能順利輸出電信號(hào)的關(guān)鍵。

2.1 傳感器敏感結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

圖3為傳感器芯片示意圖，4根支撐梁沿著質(zhì)量塊短邊對(duì)稱分布，4根敏感梁沿著質(zhì)量塊長(zhǎng)邊對(duì)稱布置，8根梁共同支撐檢測(cè)質(zhì)量塊，4根敏感梁上均有1個(gè)阻值相同的壓敏電阻，4個(gè)壓敏電阻通過金屬引線連接成傳感器的信號(hào)檢測(cè)電路，當(dāng)敏感方向加速度作用于傳感器芯片時(shí)，彈性元件在中央質(zhì)量塊慣性力作用下發(fā)生變形，進(jìn)而在各梁上產(chǎn)生應(yīng)力。此時(shí)，由于小梁的長(zhǎng)度和寬度均小于大梁，在末端相同位移的情況下具有更大的變形應(yīng)力，從而有效地改善了傳感器靈敏度與固有頻率之間的矛盾關(guān)系。同時(shí)由于八梁結(jié)構(gòu)本身對(duì)于傳感器的橫向交叉具有較好的抑制能力，因此適合作為本文傳感器的敏感結(jié)構(gòu)。傳感器的結(jié)構(gòu)尺寸為檢測(cè)質(zhì)量塊的尺寸，選為(長(zhǎng)×寬×高) 3 000 μm×2 500 μm×380 μm，敏感梁和支撐梁的尺寸(長(zhǎng)×寬×高)分別為250 μm×110 μm×22 μm和400 μm×120 μm×22 μm[11]。

(a)八梁結(jié)構(gòu)(b)電阻排布圖3 傳感器的芯片示意圖

2.2 FEM仿真

本小節(jié)將采用有限元分析中的模態(tài)分析和靜態(tài)分析等方法分別對(duì)傳感器敏感梁上最大應(yīng)力以及固有頻率進(jìn)行仿真，驗(yàn)證傳感器尺寸設(shè)計(jì)的合理性。仿真分析過程中的參數(shù)設(shè)置為：材料彈性模量設(shè)置為1.66×1011N/m2(硅材料的彈性系數(shù))，材料密度設(shè)置為2 331 kg/m3(硅材料的密度)，材料泊松比設(shè)置為0.278(硅材料的泊松比)，建模和分析過程均采用全命令流(APDL)的方式實(shí)現(xiàn)[12]，分析過程主要為靜態(tài)分析和動(dòng)態(tài)分析。靜態(tài)分析主要分析結(jié)構(gòu)在受到一定加速度作用下敏感梁上的應(yīng)力分布，圖4為z向100g加速度作用下復(fù)合八梁結(jié)構(gòu)傳感器芯片的應(yīng)力分布圖。由圖4可以看出，復(fù)合八梁結(jié)構(gòu)敏感梁上最大應(yīng)力為21.1 MPa，未超出硅材料屈服極限。有限元分析軟件中的模態(tài)分析可有效地對(duì)傳感器敏感結(jié)構(gòu)的動(dòng)態(tài)特性進(jìn)行評(píng)估，表1為傳感器敏感結(jié)構(gòu)的前四階固有頻率。其中一階固有頻率為15.004 kHz。

圖4 z向加速度作用下敏感梁上應(yīng)力分布圖

表1 復(fù)合八梁結(jié)構(gòu)傳感器前四階模態(tài)的固有頻率 kHz

2.3 傳感器信號(hào)檢測(cè)電路設(shè)計(jì)

壓敏電阻的排布方式主要受到敏感梁應(yīng)力區(qū)域以及惠斯登電橋特性影響，首先壓敏電阻要求布置在敏感梁應(yīng)力最大區(qū)域，其次是惠斯登電橋的電阻排布。惠斯登電橋壓敏電阻排布方式的作用體現(xiàn)在2個(gè)方面，一是增大傳感器敏感方向的輸出，二是消除傳感器的橫向交叉干擾。本文擬根據(jù)惠斯登電橋的特性來確定本文惠斯登電橋的排布方式?；菟沟请姌虻奶攸c(diǎn)是如果對(duì)角線上的2個(gè)壓敏電阻的變化大小相等，方向相反，或者4個(gè)壓敏電阻等大等方向變化，則惠斯登電橋的輸出為0，反之，當(dāng)一組對(duì)角線上的2個(gè)壓敏電阻的變化大小相等，方向一致且與另一組對(duì)角線上2個(gè)壓敏電阻變化方向相反時(shí)，則惠斯登電橋的輸出為最大。根據(jù)前文對(duì)復(fù)合八梁結(jié)構(gòu)的理論分析和ANSYS仿真分析可知，敏感梁上的應(yīng)力最大區(qū)域主要出現(xiàn)在敏感梁的兩側(cè)，且同一根敏感梁兩側(cè)的應(yīng)力值大小相等，方向相反，若要同時(shí)使傳感器的橫向交叉干擾為0，4個(gè)壓敏電阻應(yīng)該按照?qǐng)D5所示進(jìn)行排布。

圖5 電阻排布圖

如圖6和7所示，當(dāng)結(jié)構(gòu)受到x和y方向加速度作用時(shí)，惠斯登電橋?qū)蔷€的2個(gè)電阻處于應(yīng)力相反區(qū)域，即變化量大小相等，方向相反，則惠斯登電橋的輸出為0；另一方面，還要考慮這樣的電阻排布方式對(duì)傳感器敏感方向輸出的影響，當(dāng)結(jié)構(gòu)受到z向加速度作用的時(shí)候，惠斯登電橋?qū)蔷€的2個(gè)電阻處于相同應(yīng)力區(qū)域，即同增同減，傳感器在敏感方向具有良好的輸出特性。因此驗(yàn)證了上述的電阻排布方式具有可行性，也證明了本文設(shè)計(jì)的傳感器結(jié)構(gòu)具有在理論上同時(shí)消除傳感器x和y方向的橫向交叉干擾的能力。

圖6 x方向加速度作用下的橫向干擾消除原理

圖7 y方向加速度作用下的橫向干擾消除原理

2.4 對(duì)比分析

前文分別從結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和FEM仿真對(duì)所設(shè)計(jì)的低側(cè)向效應(yīng)MEMS壓阻式加速度傳感器進(jìn)行了介紹，為了進(jìn)一步體現(xiàn)所設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)具有優(yōu)越的性能，采用有限元仿真軟件對(duì)八梁結(jié)構(gòu)、雙橋結(jié)構(gòu)進(jìn)行仿真分析，并與本文所設(shè)計(jì)的傳感器結(jié)構(gòu)進(jìn)行對(duì)比分析。由于本文所設(shè)計(jì)的復(fù)合八梁結(jié)構(gòu)是將八梁結(jié)構(gòu)的4根梁的尺寸縮小或者是在雙橋結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上在質(zhì)量塊另一組對(duì)邊上添加了4根小梁得到的，因此這里取八梁結(jié)構(gòu)各梁的尺寸均為400 μm×120 μm×22 μm，雙橋結(jié)構(gòu)各梁的尺寸也為400 μm×120 μm×22 μm，質(zhì)量塊尺寸與復(fù)合八梁一致，仿真結(jié)果如表2所示。由表2結(jié)果可以看出，本文最終設(shè)計(jì)的復(fù)合八梁結(jié)構(gòu)敏感梁上最大應(yīng)力與八梁結(jié)構(gòu)基本一致，而固有頻率卻是八梁結(jié)構(gòu)的2倍；與雙橋結(jié)構(gòu)相比，雖然梁上應(yīng)力有所下降，但是其固有頻率卻得到了很大的提升。

表2 傳感器結(jié)構(gòu)性能比較

3 傳感器加工

傳感器整個(gè)加工過程共需要7塊掩膜版，其中6塊用來制作加速度傳感器芯片，1塊用來制作玻璃。其中玻璃起到為傳感器芯片提供保護(hù)和阻尼間隙的作用。硅片的加工主要包括離子注入、深反應(yīng)離子刻蝕和金屬濺射等工藝。具體工藝步驟如下：

(1)壓敏電阻輕摻雜，用以制作壓敏電阻條，摻雜總劑量和注入能量分別設(shè)置為3×1014cm-2和80 keV，獲得P型摻雜，最終方塊電阻平均值和壓敏電阻表面濃度分別為215 Ω和5×1018/cm3。隨后將摻雜之后的硅片置于1 100 ℃高溫的擴(kuò)散爐中進(jìn)行90 min的高溫退火，保障摻雜雜質(zhì)在硅片中的均勻分布[13]。

(2)在完成第一步之后，再次對(duì)硅片進(jìn)行離子注入，以形成歐姆接觸區(qū)。歐姆接觸區(qū)的電阻要足夠小，因此需要加大硼離子的注入劑量。

(3)利用深反應(yīng)離子刻蝕方法對(duì)傳感器的背腔結(jié)構(gòu)進(jìn)行加工，刻蝕過程中要時(shí)刻對(duì)刻蝕速率進(jìn)行控制。硅的刻蝕速率大約為2.5 μm/min。腐蝕的深度約為358 μm。

(4)在以往的傳感器設(shè)計(jì)中，通常采用減薄質(zhì)量塊的方式來為質(zhì)量塊提供阻尼間隙，本文采用在玻璃上腐蝕凹槽的方式來為傳感器提供阻尼間隙，這樣做不僅可以減少硅微工藝的步驟，而且可以有效降低由于質(zhì)量塊減薄所造成了傳感器靈敏度的損失。玻璃的腐蝕深度為22 μm，腐蝕面積為3 550 μm×2 550 μm，腐蝕玻璃采用的溶液為KOH溶液。在350 ℃下，利用陽(yáng)極鍵合技術(shù)將硅片和玻璃片進(jìn)行鍵合，鍵合中心電壓約為1 000 V，邊緣電壓約800 V，整個(gè)鍵合過程需要約30 min。

(5)引線孔是保障壓敏電阻和金屬引線之間產(chǎn)生有效連接的關(guān)鍵步驟，其主要通過光刻工藝完成，引線孔的大小在電阻條邊界之內(nèi)以保證金屬引線與壓敏電阻的有效接觸。

(6)采用金屬濺射方法制作金屬引線，采用Au-Pt-Ti三明治結(jié)構(gòu)金屬金線，最終生成Ti-Pt-Au膜的厚度分別為50、50、500 nm。

(7)采用ICP技術(shù)刻蝕頂層硅，對(duì)傳感器敏感結(jié)構(gòu)進(jìn)行釋放，使得質(zhì)量塊成為可動(dòng)結(jié)構(gòu)，刻蝕間隙寬度為12 μm。制作完成的傳感器芯片如圖8所示。

圖8 傳感器芯片圖

4 傳感器封裝和測(cè)試

4.1 傳感器封裝

本文所研制的復(fù)合八梁MEMS低側(cè)向效應(yīng)壓阻式加速度傳感器主要應(yīng)用于高速機(jī)床主軸等高頻測(cè)振等領(lǐng)域，高頻加速度信號(hào)通過敏感結(jié)構(gòu)和檢測(cè)電路輸出到外界，產(chǎn)生與被測(cè)量所對(duì)應(yīng)的電信號(hào)。由于研制的傳感器芯片體積微小，加之硅材料很容易受到外界環(huán)境的污染，因此必須將芯片與外界環(huán)境進(jìn)行隔離[14]。傳感器芯片先粘貼于PCB轉(zhuǎn)接板上，用來與外界進(jìn)行電氣連接，不銹鋼殼體有效地將傳感器芯片與外界環(huán)境進(jìn)行了隔離；在加工傳感器的芯片過程中，背面鍵合的玻璃可以為傳感器提供過載保護(hù)以及阻尼間隙；采用剛性粘結(jié)劑將PCB板粘結(jié)于封裝殼體內(nèi)部，降低由于封裝帶來的傳感器固有頻率損失。封裝完成的傳感器芯片如圖9所示。

圖9 封裝完成的芯片圖

4.2 傳感器測(cè)試

圖10為加速度傳感器的靜態(tài)標(biāo)定系統(tǒng)，實(shí)驗(yàn)時(shí)，由控制主機(jī)產(chǎn)生控制信號(hào)，驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)臺(tái)旋轉(zhuǎn)，從而產(chǎn)生離心加速度信號(hào)。測(cè)試系統(tǒng)主要包括離心機(jī)主機(jī)、工作轉(zhuǎn)臺(tái)、直流電源以及萬(wàn)用表。離心機(jī)系統(tǒng)的可用加速度范圍為3～200g，最小加速度間隔為3g。為了充分消除實(shí)驗(yàn)中存在的各種隨機(jī)誤差，對(duì)于敏感方向進(jìn)行了3次滿行程加載和卸載過程，每次所采用的參數(shù)條件均一致。圖11為傳感器傳感器的z向輸入輸出曲線，圖12為傳感器的的x和y向輸入輸出曲線，試驗(yàn)結(jié)果表明，傳感器在8 V供電下的的測(cè)量靈敏度為1.798 mV/g，平均零位偏差為2.312 mV。傳感器的橫向靈敏度與傳感器的敏感方向靈敏度的比值可以得出復(fù)合八梁結(jié)構(gòu)傳感器的x向交叉干擾為0.86%，y向橫向交叉干擾為0.77%。

圖10 傳感器靜態(tài)性能標(biāo)定系統(tǒng)

圖11 傳感器z向輸入輸出曲線圖

圖12 傳感器x和y向輸入輸出曲線圖

傳感器受到動(dòng)態(tài)加速度作用下的響應(yīng)特性往往用來表征所設(shè)計(jì)器件的動(dòng)態(tài)特性指標(biāo)。在機(jī)床主軸振動(dòng)測(cè)試應(yīng)用中，由于振動(dòng)信號(hào)往往是動(dòng)態(tài)信號(hào)，即大小和時(shí)間都會(huì)隨著時(shí)間而變化，這時(shí)就需要所設(shè)計(jì)的傳感器不僅要能精確測(cè)量信號(hào)幅值的大小，而且能夠?qū)Υ蠓秶念l率變化具有良好的響應(yīng)。本文采用沖擊響應(yīng)法測(cè)試傳感器的固有頻率，即通過落錘施加給傳感器一個(gè)沖擊響應(yīng)信號(hào)，通過計(jì)算輸出波形的周期來確定傳感器的動(dòng)態(tài)響應(yīng)范圍，測(cè)試方法為首先將傳感器固定在虎鉗上，使其在x和y方向被卡死，然后將傳感器的信號(hào)接入放大調(diào)理電路中，并將放大后的信號(hào)接入示波器進(jìn)行分析，之后用落錘沿著傳感器敏感方向進(jìn)行多次敲擊，保存每次敲擊后示波器的輸出數(shù)據(jù)。最后用沃爾曼濾波器對(duì)傳感器信號(hào)進(jìn)行濾波分析，敲擊實(shí)驗(yàn)共進(jìn)行了20余次，其中最大的輸出響應(yīng)如圖13所示，由圖13可以看出，傳感器的輸出響應(yīng)的第1個(gè)峰值出現(xiàn)在0.05 ms處，第4個(gè)波峰出現(xiàn)在0.27 ms處，因此輸出波形的周期可以計(jì)算為0.071 ms，因此，可以計(jì)算得到傳感器的響應(yīng)頻率為14 kHz。

圖13 沖擊法測(cè)量傳感器動(dòng)態(tài)響應(yīng)

5 結(jié)論

本文針對(duì)傳統(tǒng)壓阻式傳感器側(cè)向效應(yīng)無法被徹底消除的技術(shù)難題，提出了一種具有復(fù)合八梁結(jié)構(gòu)的低側(cè)向效應(yīng)MEMS壓阻式加速度傳感器，通過仿真分析得到了敏感結(jié)構(gòu)梁上的應(yīng)力分布圖，并利用應(yīng)力分布特點(diǎn)優(yōu)化了傳感器信號(hào)檢測(cè)電路，從理論上消除了傳感器的橫向交叉干擾；利用MEMS加工技術(shù)對(duì)傳感器進(jìn)行了加工，并完成了傳感器的封裝測(cè)試工作，測(cè)試結(jié)果表明傳感器的測(cè)量靈敏度為1.798 mV/g；固有頻率為14 kHz；橫向交叉干擾小于1%；表明該傳感器具有較低的橫向交叉干擾。