[發(fā)明專(zhuān)利]微半球陀螺諧振子的自對(duì)準(zhǔn)技術(shù)制備方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201510671505.5
• 申請(qǐng)日: 2015-10-19
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN105387852A
• 公開(kāi)（公告）日: 2016-03-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王任鑫;白冰;唐軍;曹慧亮;劉源;劉俊;薛晨陽(yáng);張文棟
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 中北大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): G01C19/5691
• 分類(lèi)號(hào): G01C19/5691;G01C25/00;B81C1/00
• 代理公司: 太原科衛(wèi)專(zhuān)利事務(wù)所(普通合伙) 14100
• 代理人: 朱源

1.一種傘型微半球陀螺諧振子的自對(duì)準(zhǔn)技術(shù)制備方法，其特征在于，包括如下步驟：

1）選擇圓形硅片作為襯底并清洗硅襯底（1），并在硅襯底（1）上表面上旋涂光刻膠，光刻形成后續(xù)深硅刻蝕工藝所用的第一掩膜；

2）采用深硅刻蝕工藝并通過(guò)第一掩膜在硅襯底（1）上表面刻蝕形成環(huán)形凹槽（2）結(jié)構(gòu)、圓形凹槽（3）結(jié)構(gòu)和中心柱體（4）結(jié)構(gòu)，然后去除剩余的光刻膠即可：其中，環(huán)形凹槽（2）結(jié)構(gòu)緊鄰圓形硅片的周緣開(kāi)設(shè)，圓形凹槽（3）結(jié)構(gòu)開(kāi)設(shè)于環(huán)形凹槽（2）結(jié)構(gòu)之內(nèi)，中心圓柱體（4）結(jié)構(gòu)位于圓形凹槽（3）結(jié)構(gòu)的中心處，環(huán)形凹槽（2）、圓形凹槽（3）和中心柱體（4）位于同一軸線上，環(huán)形凹槽（2）的槽深、圓形凹槽（3）的槽深以及中心柱體（4）的高度相等；

3）清洗玻璃片（5）和光刻后的硅襯底（1），將玻璃片（5）置于硅襯底（1）上表面上并進(jìn)行硅-玻璃鍵合，環(huán)形凹槽（2）和圓形凹槽（3）與玻璃片（5）之間分別形成密封的腔體；

4）將鍵合好的玻璃片（5）進(jìn)行玻璃面的減薄、研磨和拋光，減薄至80-90μm；

5）在減薄的玻璃片（5）表面依次濺射鉻層、銅層和金層，同時(shí)對(duì)對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記進(jìn)行保護(hù)；其中，鉻層厚度為50納米、銅層厚度為600納米、金層厚度為400納米；

6）在金屬層（6）的表面上旋涂光刻膠，光刻形成后續(xù)離子束刻蝕工藝所用的第二掩膜；

7）采用離子束刻蝕工藝并通過(guò)第二掩膜在金屬層（6）上刻蝕形成圓形金屬層片（7）以及若干電極金屬層片（8），然后去除剩余光刻膠即可；其中，圓形金屬層片（7）位于玻璃片（5）的中部且完全覆蓋在硅襯底（1）的圓形凹槽（3）上，若干電極金屬層片（8）均布于玻璃片（5）的周緣緣邊且每個(gè)電極金屬層片（8）橫跨其對(duì)應(yīng)部位的環(huán)形凹槽（2）的槽口；

8）將試樣放入快速退火爐中進(jìn)行高溫處理，將溫度升至玻璃的軟化點(diǎn)，硅襯底（1）上的環(huán)形凹槽（2）腔體和圓形凹槽（3）腔體內(nèi)的氣體在內(nèi)外壓力差的作用下會(huì)膨脹，從而將圓形凹槽（3）上覆蓋的玻璃片（5）及圓形金屬層片（7）吹成近似空?qǐng)A球形狀，將環(huán)形凹槽（2）上覆蓋的玻璃片（5）及若干電極金屬層片（8）吹成近似拱門(mén)的形狀；

9）對(duì)所得的試樣用HF緩沖液腐蝕，將沒(méi)有被金屬層（6）覆蓋的玻璃片腐蝕掉，最終得到傘型微半球陀螺諧振子及其檢測(cè)電極和激勵(lì)電極。

2.一種Y型微半球陀螺諧振子的自對(duì)準(zhǔn)技術(shù)制備方法，其特征在于，包括如下步驟：

1）選擇圓形硅片作為襯底并清洗硅襯底（1），并在硅襯底（1）上表面上旋涂光刻膠，光刻形成后續(xù)深硅刻蝕工藝所用的第三掩膜；

2）采用深硅刻蝕工藝并通過(guò)第三掩膜在硅襯底（1）上表面刻蝕形成環(huán)形凹槽（2）結(jié)構(gòu)和圓形凹槽（3）結(jié)構(gòu)，然后去除剩余的光刻膠即可：其中，環(huán)形凹槽（2）結(jié)構(gòu)緊鄰圓形硅片的周緣開(kāi)設(shè)，圓形凹槽（3）結(jié)構(gòu)開(kāi)設(shè)于環(huán)形凹槽（2）結(jié)構(gòu)之內(nèi)，環(huán)形凹槽（2）和圓形凹槽（3）位于同一軸線上，環(huán)形凹槽（2）和圓形凹槽（3）的槽深相等；

3）清洗玻璃片（5）和光刻后的硅襯底（1），將玻璃片（5）置于硅襯底（1）上表面上并進(jìn)行硅-玻璃鍵合，環(huán)形凹槽（2）和圓形凹槽（3）與玻璃片（5）之間分別形成密封的腔體；

4）將鍵合好的玻璃片（5）進(jìn)行玻璃面的減薄、研磨和拋光，減薄至80-90μm；

5）在減薄的玻璃片（5）表面依次濺射鉻層、銅層和金層，同時(shí)對(duì)對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記進(jìn)行保護(hù)；其中，鉻層厚度為50納米、銅層厚度為600納米、金層厚度為400納米；

6）在金屬層（6）的表面上旋涂光刻膠，光刻形成后續(xù)離子束刻蝕工藝所用的第四掩膜；

7）采用離子束刻蝕工藝并通過(guò)第四掩膜在金屬層（6）上刻蝕形成圓環(huán)形金屬層片（9）以及若干電極金屬層片（8），然后去除剩余光刻膠即可；其中，圓環(huán)形金屬層片（9）位于玻璃片（5）的中部且完全覆蓋在硅襯底（1）的圓形凹槽（3）上，若干電極金屬層片（8）均布于玻璃片（5）的周緣緣邊且每個(gè)電極金屬層片（8）橫跨其對(duì)應(yīng)部位的環(huán)形凹槽（2）的槽口；

8）將試樣放入快速退火爐中進(jìn)行高溫處理，將溫度升至玻璃的軟化點(diǎn)，硅襯底（1）上的環(huán)形凹槽（2）腔體和圓形凹槽（3）腔體內(nèi)的氣體在內(nèi)外壓力差的作用下會(huì)膨脹，從而將圓形凹槽（3）上覆蓋的玻璃片（5）及圓環(huán)形金屬層片（9）吹成近似空?qǐng)A球形狀，將環(huán)形凹槽（2）上覆蓋的玻璃片（5）及若干電極金屬層片（8）吹成近似拱門(mén)的形狀；

9）對(duì)所得的試樣用HF緩沖液腐蝕，將沒(méi)有被金屬層（6）覆蓋的玻璃片（5）腐蝕掉，最終得到傘型微半球陀螺諧振子及其檢測(cè)電極和激勵(lì)電極。