[發明專利]一種抗高g值沖擊的梳齒微加速度計及其制備方法

有效

• 申請號: 202010699169.6
• 申請日: 2020-07-20
• 公開（公告）號: CN111766403B
• 公開（公告）日: 2022-10-04
• 發明（設計）人: 田邊;劉江江;張仲愷;江山;林啟敬;蔣莊德
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: G01P15/125
• 分類號: G01P15/125;B81B7/02;B81C1/00
• 代理公司: 北京眾達德權知識產權代理有限公司 11570
• 代理人: 劉杰

1.一種抗高g值沖擊的梳齒微加速度計的制備方法，其特征在于，所述抗高g值沖擊的梳齒微加速度計包括底面層(10)、基底(11)以及設置于基底(11)上的硅微加速度計器件層，其中，所述硅微加速度計器件層包括第一固定錨塊(3)、可動質量塊(6)及第二固定錨塊(7)；

第一固定錨塊(3)位于可動質量塊(6)的左側，第二固定錨塊(7)位于可動質量塊(6)的右側，其中，第一固定錨塊(3)與可動質量塊(6)之間設置有第一止檔塊及第一支撐梁，第二固定錨塊(7)與可動質量塊(6)之間設置有第二止檔塊(9)及第二支撐梁(8)；

第一支撐梁及第二支撐梁(8)均為U型折疊結構，其中，第一支撐梁的一端固定于第一固定錨塊(3)上，第一支撐梁的另一端固定于可動質量塊(6)的左側面上，第二支撐梁(8)的一端固定于第二固定錨塊(7)上，第二支撐梁(8)的另一端固定于可動質量塊(6)的右側面上，第一止擋塊固定于第一固定錨塊(3)上，且第一止擋塊與可動質量塊(6)之間有間隙，第二止擋塊固定于第二固定錨塊(7)上，且第二止檔塊(9)與可動質量塊(6)之間有間隙；

第一支撐梁的數目為兩根，其中，第一止擋塊位于兩根第一支撐梁之間；

第二支撐梁(8)的數目為兩根，其中，第二止檔塊(9)位于兩根第二支撐梁(8)之間；

所述的抗高g值沖擊的梳齒微加速度計還包括第三固定錨塊(1)、第四固定錨塊(2)、第五固定錨塊(4)及第六固定錨塊(5)，其中，可動質量塊(6)的前側固定有若干第一可動梳齒及若干第二可動梳齒，可動質量塊(6)的后側固定有若干第三可動梳齒及第四可動梳齒，第三固定錨塊(1)及第四固定錨塊(2)位于可動質量塊(6)的后側，第五固定錨塊(4)及第六固定錨塊(5)位于可動質量塊(6)的前側，第三固定錨塊(1)上固定有第一固定梳齒，第四固定錨塊(2)上設置有第二固定梳齒，第五固定錨塊(4)上設置有第三固定梳齒，第六固定錨塊(5)上設置有第四固定梳齒，一個第一可動梳齒與一個第一固定梳齒相配合，一個第二可動梳齒與一個第二固定梳齒相配合，一個第三可動梳齒與一個第三固定梳齒相配合，一個第四可動梳齒與一個第四固定梳齒相配合；

第一止擋塊與可動質量塊(6)之間的間距小于第一可動梳齒與第一固定梳齒之間的間距、第二可動梳齒與第二固定梳齒之間的間距、第三可動梳齒與第三固定梳齒之間的間距、第四可動梳齒與第四固定梳齒之間的間距；

第二止擋塊與可動質量塊(6)之間的間距小于第一可動梳齒與第一固定梳齒之間的間距、第二可動梳齒與第二固定梳齒之間的間距、第三可動梳齒與第三固定梳齒之間的間距、第四可動梳齒與第四固定梳齒之間的間距；

第一止擋塊與可動質量塊(6)之間的間距為14μm；

第二止擋塊與可動質量塊(6)之間的間距為14μm；

梳齒對數為30，梳齒小間距為16μm，梳齒大間距為64μm，正對梳齒長度為180μm，梳齒寬度為24μm；

第一固定錨塊(3)正對第三固定錨塊(1)，第二固定錨塊(7)正對第四固定錨塊(2)；

第一支撐梁的長度及第二支撐梁(8)的長度均為550μm，第一支撐梁的寬度及第二支撐梁(8)的寬度均為10μm，第一支撐梁兩側之間的距離及第二支撐梁(8)兩側之間的距離均為20μm；

可動質量塊(6)上開設有若干通孔；

其中，所述抗高g值沖擊的梳齒微加速度計的制備方法，包括以下步驟：

1)對硅片進行清洗，將硅片進行酸洗并沖水去除有機物，然后用氫氟酸漂洗并沖水去除硅片表面的氧化層，最后再烘干；

2)將EPI680光刻膠均勻涂抹在硅片的背面，然后烘干；

3)將烘干好的硅片的背面與物理掩模版在光刻機上進行對準并進行光刻；

4)將光刻好的硅片在TMAH顯影液中浸泡，烘干后利用顯微鏡檢查硅片背面光刻圖案；

5)利用ICP刻蝕機對硅片背面進行刻蝕，其中，刻蝕厚度為5μm，然后將刻蝕完成的硅片在丙酮溶液中浸泡，去除光刻膠，完成硅片背面凹槽的加工，然后通過去離子水沖洗干凈，最后再烘干；

6)以BF44玻璃片作為基底(11)，清洗BF44玻璃片，利用陽極鍵合技術將硅片的背面與BF44玻璃的正面鍵合，得硅-玻璃片；

7)對硅-玻璃片進行清洗，去除硅-玻璃片表面的雜質，并進行烘干；

8)利用PVD鍍膜技術在硅片正面濺射15nm厚度的Cr及200nm厚度的Au，再用氮氣吹掃清理硅-玻璃片；

9)將EPI680光刻膠均勻涂抹在硅片正面的金屬層上，再烘干；

10)將烘干后的硅-玻璃片正面的金屬層與物理掩模版在光刻機上進行對準并進行光刻；

11)將光刻好的硅-玻璃片在TMAH顯影液中浸泡，烘干后利用顯微鏡檢查硅-玻璃片正面光刻圖案；

12)使用金腐蝕液將多余的Au腐蝕并用水沖洗，然后用Cr腐蝕液將多余的Cr腐蝕并用水沖洗，其中，僅保留引出觸點上層的金屬，再用氮氣輕吹干；

13)將腐蝕完成的硅-玻璃片在丙酮溶液中浸泡，去除光刻膠，完成硅片正面引出觸點鍍金的加工，再使用去離子水沖洗，然后烘干，最后用顯微鏡檢查觸點鍍金結果；

14)將AZ4620光刻膠均勻涂抹在硅-玻璃片的正面，再進行烘干；

15)將硅-玻璃片的正面與物理掩模版在光刻機上進行對準并進行光刻；

16)將光刻好的硅-玻璃片在正膠顯影液中浸泡，烘干后利用顯微鏡檢查硅-玻璃片正面光刻圖案；

17)對硅-玻璃片的正面進行深硅刻蝕直至刻穿，以形成通孔；

18)將刻蝕完成的硅-玻璃片在丙酮溶液中浸泡并結合干法去膠工藝去除光刻膠，再用去離子水沖洗干凈，然后烘干，再在顯微鏡下檢查刻蝕最終結果；

19)利用PVD鍍膜技術在硅-玻璃片背面濺射15nm厚度的Cr與200nm厚度的Au，然后用氮氣吹掃清理硅-玻璃片，得抗高g值沖擊的梳齒微加速度計。