[發明專利]基于SOI硅片的微型半球諧振陀螺及其制備方法

無效

• 申請號: 201310282900.5
• 申請日: 2013-07-05
• 公開（公告）號: CN103344229A
• 公開（公告）日: 2013-10-09
• 發明（設計）人: 謝建兵;郝永存;常洪龍;張和民;苑偉政
• 申請（專利權）人: 西北工業大學
• 主分類號: G01C19/56
• 分類號: G01C19/56;B81C1/00
• 代理公司: 西北工業大學專利中心 61204
• 代理人: 呂湘連

1.基于SOI的微型半球諧振陀螺，依次包括基底硅體（3）、電絕緣層（2）和結構硅體（1）；其特征在于：所述結構硅體（1）上有半球諧振子空腔（5），使得所述結構硅體（1）形成環狀結構；殼狀的半球諧振子（8）通過柱狀支撐體（11）懸置于基底硅體（3）上，且所述的半球諧振子（8）與結構硅體（1）上的半球諧振子空腔（5）同心；半球諧振子（8）與柱狀支撐體（11）材料均為為可導電的多晶硅；半球諧振子（8）與結構硅體（1）內壁有間隙；所述環狀結構硅體（1）被多條徑向結構硅槽（14）分割形成多個獨立硅塊，各獨立硅塊分別形成驅動電極（16）和敏感電極（17）；所述驅動電極（16）和敏感電極（17）間隔分布。

2.一種如權利要求1所述微型半球諧振子的制備方法，其特征在于：包括如下步驟：

第一步，對SOI硅片沉積二氧化硅，然后圖形化二氧化硅，得到二氧化硅掩膜（4）；

第二步，對SOI硅片正面進行各向同性干法刻蝕，直至SOI硅片中間電絕緣層（2）裸露圓形半徑為20μm-50μm，同時得到半球諧振子空腔（5）；

第三步，對SOI硅片依次進行沉積二氧化硅和可導電多晶硅，分別得到犧牲層（6）和多晶硅層（7）；

第四步，對SOI硅片雙面拋光，直至去除結構硅體（1）頂面和基底硅體（3）底面的二氧化硅材料，得到半球諧振子（8）；

第五步，在基底硅體（3）底面形成光刻膠掩膜（9）并進行ICP刻蝕，直至刻蝕深度達到中間的電絕緣層（2），得到支撐體腔（10）；

第六步，去除支撐體腔（10）內裸露的二氧化硅材料，并用可導電的多晶硅填充支撐體空腔（10），得到可導電的支撐體（11）；

第七步，對基底硅體（3）底面濺射金屬，并圖形化，得到金屬掩膜（12），然后進行ICP刻蝕，直至刻蝕深度達到中間的電絕緣層（2），得到基底硅槽（13）；

第八步，去除基底硅槽（13）內裸露的二氧化硅材料，并進行ICP刻蝕，直至將結構硅體（1）刻蝕透，得到由結構硅槽（14）分割形成的多個獨立硅塊，即電極（15）；

第九步，干法刻蝕二氧化硅，得到可動的半球諧振子（8）。

3.一種如權利要求2所述微型半球諧振子的制備方法，其特征在于：所述第三步中沉積二氧化硅厚度為1μm-2μm。

4.一種如權利要求2所述微型半球諧振子的制備方法，其特征在于：所述第三步中沉積可導電多晶硅厚度為1μm-2μm。