專利名稱：微梁直拉直壓結(jié)構(gòu)壓阻微機(jī)械陀螺及制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種微梁直拉直壓結(jié)構(gòu)壓阻微機(jī)械陀螺及制作方法，特別是涉及一種高靈敏度而且能對(duì)靈敏度進(jìn)行溫度補(bǔ)償?shù)膲鹤栉C(jī)械陀螺。屬于微機(jī)械領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
微機(jī)械陀螺是一種測量角速度或角位移的傳感器，靈敏度是衡量陀螺的重要指標(biāo)。微機(jī)械陀螺的工作原理都是利用科里奧利(coriolis)加速度，可以認(rèn)為微機(jī)械陀螺是一種測量coriolis加速度的加速度計(jì)。事實(shí)上微機(jī)械陀螺的設(shè)計(jì)也使用了很多微機(jī)械加速度計(jì)的結(jié)構(gòu)。利用壓阻效應(yīng)檢測信號(hào)具有靈敏度高，檢測電路簡單的特點(diǎn)，被許多微機(jī)械傳感器采用。瑞士Neuchatel大學(xué)開發(fā)了一種音叉式微機(jī)械陀螺，把壓敏電阻連成Wheastone(惠斯頓)電橋，用來檢測信號(hào)。檢測電路比較簡單，但靈敏度比較低，只有4 nv/°/s(F.Paoletti，M.A.Gretillat，and N.F.de Rooij，“A siliconmicromachined vibrating gyroscope with piezoresistive detection andelectromagnetic excitation，”in Proc.IEEE Micro Electro MechanicalSystems Workshop(MEMS’96)，San Diego，CA，1996，pp.162-167.)。而李昕欣、鮑敏杭等人開發(fā)了一種懸臂梁-質(zhì)量塊結(jié)構(gòu)的微機(jī)械陀螺，也使用壓敏電阻檢測信號(hào)。這種陀螺的懸臂梁使用了新穎的T型復(fù)合梁，但靈敏度也高，只有0.22μv/°/s(Xinxin Li，Minhang Bao，Heng Yang，ShaoqunShen，Denren Lu，“A micromechanical piezoresistive angular ratesensor with a composite beam structure，”Sensors and Actuators 72，1999，pp.217-223.)。其后黃樹森、李昕欣等人利用微梁直拉直壓原理又開發(fā)了一種高靈敏度的壓阻微機(jī)械加速度計(jì)，靈敏度達(dá)到了驚人的106mv/5v/g(Shusen Huang，Xinxin Li，“A PIEZORESISTIVEACCELEROMETER WITH AXIALLY STRESSED TINY BEAMS FOR BOTH MUCH INCREASEDSENSITIVITY AND MUCH BROADENED FREQUENCY BANDWIDTH”，The 12thInternational Conference on Solid State Sensors，Actuators andMicrosystems，Boston，June 8-12，2003，pp.91-94)。但是缺少對(duì)靈敏度的溫度補(bǔ)償機(jī)制，限制了其使用。
能否設(shè)計(jì)一種利用直拉直壓原理的高靈敏度微機(jī)械陀螺，同時(shí)又能靈敏度溫度自補(bǔ)償，是本發(fā)明的目的。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種微梁直拉直壓結(jié)構(gòu)壓阻微機(jī)械陀螺及制作方法。本發(fā)明特征在于將加速度計(jì)作為陀螺的科里奧利(coriolis)加速度檢測部分，把兩個(gè)加速度計(jì)放在扭轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)兩側(cè)，形成類似音叉原理的微機(jī)械陀螺。使用壓阻四端器件，既可以檢測、控制陀螺的驅(qū)動(dòng)幅度，又能實(shí)現(xiàn)陀螺靈敏度的溫度自補(bǔ)償。
本發(fā)明所述靈敏度可溫度補(bǔ)償?shù)奈⒘褐崩眽航Y(jié)構(gòu)壓阻陀螺主要由1個(gè)框架、2個(gè)主懸臂梁、4個(gè)微梁、2個(gè)扭轉(zhuǎn)梁、1個(gè)四端器件和2個(gè)可動(dòng)質(zhì)量塊組成。每個(gè)主懸臂梁兩邊對(duì)稱地?cái)[放2個(gè)微梁。主懸臂梁和2個(gè)微梁連著1個(gè)可動(dòng)質(zhì)量塊?？蚣苌蠈?duì)稱地的有兩個(gè)扭轉(zhuǎn)梁。其中1個(gè)扭轉(zhuǎn)梁上有一個(gè)四端器件。4個(gè)微梁上沿軸向擴(kuò)散有壓敏電阻，并連成惠斯頓電橋。
陀螺的工作原理是基于coriolis加速度。在靜電力的驅(qū)動(dòng)下，質(zhì)量塊繞扭轉(zhuǎn)梁振動(dòng)，即繞X方向振動(dòng)。如果此時(shí)陀螺在Z方向有角速度Ω，則在Y方向會(huì)產(chǎn)生一個(gè)coriolis力，質(zhì)量塊就會(huì)沿Y方向振動(dòng)。擴(kuò)散在四個(gè)微梁上的壓阻會(huì)分別受到拉應(yīng)力和壓應(yīng)力，電橋的輸出端就會(huì)有電壓輸出。
本發(fā)明可以細(xì)分為三個(gè)部分檢測模態(tài)的設(shè)計(jì)、驅(qū)動(dòng)模態(tài)的設(shè)計(jì)和壓阻溫度系數(shù)自補(bǔ)償。
首先，對(duì)檢測模態(tài)的設(shè)計(jì)同時(shí)實(shí)現(xiàn)了高靈敏度和高共振頻率.。
為了得到高靈敏度，微梁在檢測信號(hào)時(shí)實(shí)現(xiàn)了軸向直拉直壓，沒有彎曲。當(dāng)質(zhì)量塊受到Y(jié)方向coriolis加速度時(shí)，微梁與質(zhì)量塊相交處a點(diǎn)的位移由兩部分組成即一是隨著主梁的彎曲帶來的X方向的平動(dòng)和二是以主梁—質(zhì)量塊交點(diǎn)b為旋轉(zhuǎn)中心的轉(zhuǎn)動(dòng)(如圖-3所示)，該轉(zhuǎn)動(dòng)又可以分解為X、Z兩個(gè)方向的平動(dòng)。通過優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，合理選擇微梁在X方向的位置，a點(diǎn)在X方向的運(yùn)動(dòng)就能被正負(fù)抵消，只留下Z方向的位移，其X方向的運(yùn)動(dòng)為零。微梁只有軸向的變形，即沿Z方向直拉或者直壓。微梁的尺寸很小(典型尺寸為2微米*50微米*50微米)，只需很小的應(yīng)變能就能產(chǎn)生很大的信號(hào)。更重要的是，當(dāng)微梁處于直拉直壓的位置時(shí)，ANSYS模擬結(jié)果顯示，微梁沿Z方向的平均應(yīng)力比微梁處于其它位置時(shí)都要大，從而使靈敏度達(dá)到較高的水平。
陀螺的檢測頻率主要由主梁尺寸決定。主梁的典型尺寸是2000微米*60微米*500微米，比較硬。陀螺的檢測頻率比較高，本發(fā)明提出的陀螺的典型檢測頻率可達(dá)900Hz，從而可以有效地消除環(huán)境中的振動(dòng)干擾。
驅(qū)動(dòng)模態(tài)的設(shè)計(jì)的主要包括驅(qū)動(dòng)方式的選擇，阻尼的合理設(shè)計(jì)，以及驅(qū)動(dòng)模態(tài)固有有頻率的合適設(shè)計(jì)三部分。
陀螺利用靜電驅(qū)動(dòng)。在蓋板上制做兩個(gè)鋁電極(圖2b)，驅(qū)動(dòng)電壓分別是V0+V1cos(ωd·t) (1)V0-V1cos(ωd·t)，(2)從而形成Push-Pull的驅(qū)動(dòng)方法。驅(qū)動(dòng)模態(tài)的振幅很小，總的靜電力近似的用(3)式表示F=2·Aϵ0ϵrd2[V0·V1·cos(ωd·t)]----(3)]]>這樣，陀螺驅(qū)動(dòng)模態(tài)的振動(dòng)頻率就與驅(qū)動(dòng)電壓的頻率相同，為檢測電路的設(shè)計(jì)提供了便利。
靜電力的大小和電極與質(zhì)量塊間的距離d的二次方成反比，想要在較低的電壓下獲得較大的驅(qū)動(dòng)振幅，電極與質(zhì)量塊的距離必須很小。對(duì)于實(shí)際器件，質(zhì)量塊的長度為5200微米，寬度為3000微米，質(zhì)量塊與電極的間距只有10微米。阻尼比ξ＝8.6，嚴(yán)重過阻尼。而為了使驅(qū)動(dòng)振幅在驅(qū)動(dòng)頻率(很接近檢測模態(tài)固有頻率)下有一定的放大，驅(qū)動(dòng)模態(tài)的阻尼比選擇為ξ＝0.2。為了達(dá)到這個(gè)目的，在下蓋板上用DRIE工藝刻蝕了許多貫通的阻尼條(圖2b)。
陀螺驅(qū)動(dòng)模態(tài)下的空氣阻尼主要是壓膜阻尼。其阻尼系數(shù)c=β(BL)LB3μh3,]]>(c阻尼系數(shù)；β(B/L)修正系數(shù)；L長；B寬；μ空氣粘滯系數(shù)；h間距)由公式可見，在間距h不變時(shí)，質(zhì)量塊的寬度B起主要作用。用阻尼條把質(zhì)量塊分成若干寬度為B1，B2，…Bn的窄質(zhì)量塊，即B＝B1+B2+…+Bn則可以推出B3>B13+B23+···+Bn3---(B1,B2,···Bn>0)]]>所以總的阻尼被有效地減小。本發(fā)明設(shè)計(jì)的陀螺驅(qū)動(dòng)模態(tài)的阻尼比只有0.2，而阻尼條造成的電極面積損失僅有2.16％。
本發(fā)明考慮到現(xiàn)有的壓阻檢測的主要不足就是壓阻系數(shù)對(duì)溫度的敏感。為了克服這一問題，我們?cè)谂まD(zhuǎn)梁上擴(kuò)散了一個(gè)用于溫度補(bǔ)償?shù)乃亩似骷鐖D-4。四端器件同樣是基于壓阻效應(yīng)的原理，其功能與壓阻惠斯頓電橋類似。四端器件共有4個(gè)端口。其中兩個(gè)接直流電源，另外兩個(gè)是信號(hào)輸出端。當(dāng)四端器件受到應(yīng)力的時(shí)候，輸出端就有電壓輸出，且大小與應(yīng)力成正比。四端器件與壓敏電阻在工藝中同時(shí)擴(kuò)散生成，它們的摻雜濃度相同，因此壓阻系數(shù)也相同。扭轉(zhuǎn)梁與微梁位置非常接近，溫度幾乎相同，溫度變化也幾乎相同，可以認(rèn)為四端器件和電橋的壓阻系數(shù)在溫度變化時(shí)也是相等的。陀螺工作時(shí)，驅(qū)動(dòng)幅度最大時(shí)扭轉(zhuǎn)梁的剪應(yīng)力最大，此時(shí)取樣得到四端器件的最大輸出電壓，稱作“額定參考電壓”，它與輸入角速度無關(guān)。當(dāng)溫度升高時(shí)，壓阻系數(shù)下降，陀螺靈敏度就會(huì)變小，同時(shí)最大輸出電壓，即額定參考電壓也會(huì)變小。這時(shí)有兩種補(bǔ)償方案。一是提高驅(qū)動(dòng)電壓，二是降低溫度。本發(fā)明所用的方法是通過常規(guī)的反饋電路提高驅(qū)動(dòng)電壓，增大陀螺驅(qū)動(dòng)振幅。當(dāng)參考電壓恢復(fù)額定值時(shí)，就好像環(huán)境像溫度沒有變化一樣。所以陀螺的靈敏度也恢復(fù)額定值。溫度降低時(shí)的情況與此類似。這樣，溫度變化引起的陀螺靈敏度的變化就得到了補(bǔ)償。
同樣，基于“額定參考電壓”，四端器件還可以用來檢測陀螺的驅(qū)動(dòng)振幅，并通過反饋調(diào)節(jié)驅(qū)動(dòng)電壓來控制的陀螺的振幅，使振幅穩(wěn)定。
本發(fā)明的主要特征是1.陀螺的驅(qū)動(dòng)模態(tài)采用扭轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)；檢測模態(tài)則利用差動(dòng)水平撓動(dòng)；2.陀螺主要由主梁、微梁、扭轉(zhuǎn)梁、四端器件和質(zhì)量塊組成；3.驅(qū)動(dòng)方式是靜電驅(qū)動(dòng)，檢測方式是壓阻檢測；4.檢測時(shí)，微梁沒有彎曲，只在Z方向直拉或直壓；5.壓敏電阻擴(kuò)散在四個(gè)微梁上，并連成惠斯頓電橋；6.利用擴(kuò)散在扭轉(zhuǎn)梁上的四端器件實(shí)現(xiàn)壓阻系數(shù)溫度自我補(bǔ)償；本發(fā)明將體硅工藝和表面硅工藝相結(jié)合，用DRIE(Deep Reactive IonEtching，深反應(yīng)離子刻蝕)工藝完成主梁、微梁、扭轉(zhuǎn)梁和質(zhì)量塊制作，材料采用普通雙面拋光N型(100)硅片。本器件的工藝分為陀螺本身的制造和蓋板的制造兩部分。
陀螺制作的工藝步驟簡述如下1.淡硼擴(kuò)散形成具有壓阻效應(yīng)的敏感電阻；2.濃硼擴(kuò)散形成歐姆接觸區(qū)；3.刻出引線孔；4.正面蒸鋁并刻出引線和焊盤；5.采用DRIE工藝，在正面刻出圖形；6.再用DRIE工藝，在背面刻出圖形；7.去除中間的氧化層，釋放結(jié)構(gòu)。
蓋板制作的工藝步驟簡述如下
1.腐蝕蓋板正面的凹槽；2.腐蝕蓋板背面的凹槽；3.在正面的凹槽里制成驅(qū)動(dòng)鋁電極；4.用DRIE工藝，刻穿正、反面凹槽之間的硅片，刻出貫通阻尼條。
將陀螺和蓋板對(duì)準(zhǔn)，粘在一起，就完成了器件的工藝。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是1.靈敏度高；2.能夠溫度自補(bǔ)償；3.采用包括DRIE在內(nèi)的微機(jī)械集成制造工藝，實(shí)現(xiàn)了單片集成，極大的提高了制造成品率，同時(shí)降低了生產(chǎn)成本。
下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步說明。
圖-1是附圖所使用的坐標(biāo)。
圖-2是陀螺結(jié)構(gòu)示意圖，其中(a)俯視圖，(b)是剖面圖。
1.框架；2.扭轉(zhuǎn)梁；3.質(zhì)量塊；4.微梁；5.主懸臂梁；6.四端器件；7.鋁電極；8.阻尼條。
圖-3是微梁直拉直壓原理圖。
圖-4是四端器件示意圖。
具體實(shí)施例方式
本器件具體實(shí)施方案分為陀螺實(shí)施方式和陀螺蓋板實(shí)施方式兩部分。陀螺具體實(shí)施方式
1.選用N型雙面拋光(100)硅片。其厚度為500微米，電阻率3-8歐姆*厘米。
2.淡硼擴(kuò)散形成4個(gè)具有壓阻效應(yīng)的敏感電阻和一個(gè)四端器件，它們須沿<110>方向，以獲得最大壓阻系數(shù)。方塊電阻100-300歐姆。
3.在形成歐姆接觸區(qū)擴(kuò)濃硼。
4.在歐姆接觸區(qū)刻出引線孔。
5.給陀螺正面蒸鋁、反刻鋁，形成引線和焊盤。
6.光刻出正面刻蝕圖形，并利用光刻膠作為刻蝕掩模材料，采用DRIE工藝在硅片正面加工出單元的正面圖形。
7.光刻出陀螺背面的圖形，用厚光刻膠作為刻蝕掩膜層，采用背面DRIE工藝刻蝕圖形。
蓋板具體實(shí)施方式
1.選用P型雙面拋光(100)普通硅片，硅片厚度300微米。
2.沿<110>方向光刻出正面凹槽的圖形，用KOH腐蝕，腐蝕深度10微米。
3.在硅片背面沿<110>方向光刻出背面凹槽的圖形，用KOH腐蝕，腐蝕深度240微米。
4.氧化硅片，生成電絕緣層。在硅片正面蒸鋁，再刻出電極。
5.在硅片正面光刻出阻尼條的圖形，依次腐蝕圖形里的鋁和二氧化硅，再用DRIE把圖形里的硅層刻穿。
將陀螺和蓋板對(duì)準(zhǔn)，粘在一起，至此本發(fā)明的器件結(jié)構(gòu)全部完成。提供的靈敏度可溫度補(bǔ)償?shù)奈⒘褐崩眽航Y(jié)構(gòu)的壓阻微機(jī)械陀螺式將加速度計(jì)作為陀螺的科里奧利(coriolis)加速度檢測部分，把兩個(gè)加速度計(jì)放在扭轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)兩側(cè)，形成類似音叉原理的微機(jī)械陀螺。使用壓阻四端器件，既可以檢測、控制陀螺的驅(qū)動(dòng)幅度，又能實(shí)現(xiàn)陀螺靈敏度的溫度自補(bǔ)償。每個(gè)主懸臂梁5兩邊對(duì)稱地?cái)[放2個(gè)微梁4，主懸臂梁5和2個(gè)微梁連著1個(gè)可動(dòng)質(zhì)量塊3，框架1上對(duì)稱地的有兩個(gè)扭轉(zhuǎn)梁2，其中1個(gè)扭轉(zhuǎn)梁上有一個(gè)四端器件6，4個(gè)微梁上沿軸向擴(kuò)散有壓敏電阻，并連成惠斯頓電橋。(圖2)四端器件6共有4個(gè)端口。其中兩個(gè)接直流電源，另外兩個(gè)是信號(hào)輸出端(圖4)。當(dāng)四端器件受到應(yīng)力的時(shí)候，輸出端就有電壓輸出，且大小與應(yīng)力成正比。四端器件與壓敏電阻在工藝中同時(shí)擴(kuò)散生成，它們的摻雜濃度相同，因此壓阻系數(shù)也相同。扭轉(zhuǎn)梁與微梁位置非常接近，溫度幾乎相同，溫度變化也幾乎相同，可以認(rèn)為四端器件和電橋的壓阻系數(shù)在溫度變化時(shí)也是相等的。陀螺工作時(shí)，驅(qū)動(dòng)幅度最大時(shí)扭轉(zhuǎn)梁的剪應(yīng)力最大，此時(shí)取樣得到四端器件的最大輸出電壓，稱作“額定參考電壓”，它與輸入角速度無關(guān)。當(dāng)溫度升高時(shí)，壓阻系數(shù)下降，陀螺靈敏度就會(huì)變小，同時(shí)參考電壓也會(huì)變小。本實(shí)施例所用的方法是通過常規(guī)的反饋電路來提高驅(qū)動(dòng)電壓，增大陀螺驅(qū)動(dòng)振幅。當(dāng)四端器件的輸出電壓恢復(fù)額定值時(shí)，就好像環(huán)境像溫度沒有變化一樣。使陀螺的靈敏度也恢復(fù)額定值。溫度降低時(shí)的情況與此類似。從而使溫度變化引起的陀螺靈敏度的變化得到了補(bǔ)償。
權(quán)利要求
1.一種微梁直拉直壓結(jié)構(gòu)的壓阻微機(jī)械陀螺，其特征在于將加速度計(jì)作為陀螺的科里奧利加速度檢測部分，把兩個(gè)加速度計(jì)放在扭轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)兩側(cè)，形成類似音叉原理的微機(jī)械陀螺；使用壓阻四端器件，檢測、控制陀螺的驅(qū)動(dòng)幅度，實(shí)現(xiàn)陀螺靈敏度的溫度自補(bǔ)償。
2.按權(quán)利要求1所述的微梁直拉直壓結(jié)構(gòu)的壓阻微機(jī)械陀螺，其特征在于所述的微梁直拉直壓結(jié)構(gòu)壓阻陀螺主要由1個(gè)框架、2個(gè)主懸臂梁、4個(gè)微梁、2個(gè)扭轉(zhuǎn)梁、1個(gè)四端器件和2個(gè)可動(dòng)質(zhì)量塊組成；每個(gè)主懸臂梁兩邊對(duì)稱地?cái)[放2個(gè)微梁；主懸臂梁和2個(gè)微梁連著1個(gè)可動(dòng)質(zhì)量塊；框架上對(duì)稱地有兩個(gè)扭轉(zhuǎn)梁，其中1個(gè)扭轉(zhuǎn)梁上有一個(gè)四端器件，4個(gè)微梁上沿軸向擴(kuò)散有壓敏電阻，并連成惠斯頓電橋；四端器件共有4個(gè)端口，二個(gè)接直流電源，兩個(gè)為信號(hào)輸出端。
3.按權(quán)利要求2所述地微梁直拉直壓結(jié)構(gòu)的壓阻微機(jī)械陀螺，其特征在于微梁沿Z方向的平均應(yīng)力比微梁處于其它位置時(shí)大；微梁的尺寸為2*50*50微米3，主梁的尺寸為2000*60*500微米3，陀螺的檢測頻率由主梁尺寸決定，檢測頻率可達(dá)900HZ，質(zhì)量塊的長度為5200微米，寬度為3000微米，質(zhì)量塊和電極的間距僅為10微米。
4.按權(quán)利要求1或2所述的微梁直拉直壓結(jié)構(gòu)的壓阻微機(jī)械陀螺，其特征在于靈敏度的溫度自動(dòng)補(bǔ)償是溫度升高時(shí)通過反饋電路提高驅(qū)動(dòng)電壓，增大陀螺驅(qū)動(dòng)振幅，當(dāng)驅(qū)動(dòng)電壓恢復(fù)額定值時(shí)，陀螺的靈敏度也恢復(fù)到額定值，反之亦然。
5.制備如權(quán)利要求1或2所述的微梁直拉直壓結(jié)構(gòu)的壓阻微機(jī)械陀螺，其特征在于將體硅工藝和表面硅工藝相結(jié)合，用深反應(yīng)離子刻蝕工藝完成主梁、微梁、扭轉(zhuǎn)梁和質(zhì)量塊制作，具體包括陀螺本身的制作和蓋板制作兩部分陀螺制作的工藝步驟是1.選用N型雙面拋光(100)面硅片，淡硼擴(kuò)散形成4個(gè)具有壓阻效應(yīng)的敏感電阻和一個(gè)四端器件；2.濃硼擴(kuò)散形成歐姆接觸區(qū)；3.刻出引線孔；4.正面蒸鋁并刻出引線和焊盤；5.采用DRIE工藝，在正面刻出圖形；6.再用DRIE工藝，在背面刻出圖形；7.去除中間的氧化層，釋放結(jié)構(gòu)。蓋板制作的工藝是1.選用D型雙面拋光(100)面硅片腐蝕蓋板正面的凹槽；2.腐蝕蓋板背面的凹槽；3.在正面的凹槽里制成驅(qū)動(dòng)鋁電極；4.用DRIE工藝，刻穿正、反面凹槽之間的硅片，刻出阻尼條。最后，將陀螺和蓋板對(duì)準(zhǔn)，粘在一起，完成器件的制作。
6.按權(quán)利要求5所述的微梁直拉直壓結(jié)構(gòu)的壓阻微機(jī)械陀螺的制作方法，其特征在于陀螺制作中的壓阻效應(yīng)敏感電阻沿<110>方向，方塊電阻為100-300歐姆。
7.按權(quán)利要求5所述的微梁直拉直壓結(jié)構(gòu)的壓阻微機(jī)械陀螺的制作方法，其特征在于蓋板正面、背面凹槽的腐蝕是用KOH腐蝕的。
8.按權(quán)利要求5所述的微梁直拉直壓結(jié)構(gòu)的壓阻微機(jī)械陀螺的制作方法，其特征在于用DRIE工藝刻出的阻尼條是貫通的。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種微梁直拉直壓結(jié)構(gòu)的壓阻微機(jī)械陀螺及制作方法，其特征在于將加速度計(jì)作為陀螺的科里奧利加速度檢測部分，把兩個(gè)加速度計(jì)放在扭轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)兩側(cè)，形成類似音叉原理的微機(jī)械陀螺；使用壓阻四端器件，檢測、控制陀螺的驅(qū)動(dòng)幅度，實(shí)現(xiàn)陀螺靈敏度的溫度自我補(bǔ)償。其制備工藝是將體硅工藝和表面硅工藝相結(jié)合，用深反應(yīng)離子刻蝕工藝完成主梁、微梁、扭轉(zhuǎn)梁和質(zhì)量塊制作，最后將陀螺和蓋板對(duì)準(zhǔn)粘在一起完成制作。本發(fā)明提供的陀螺利用擴(kuò)散在扭轉(zhuǎn)梁上的四端器件實(shí)現(xiàn)壓阻系數(shù)溫度自我補(bǔ)償，扦測時(shí)微梁沒有彎曲，只有Z方向直拉直壓。
文檔編號(hào)G01C19/5712GK1603743SQ20041006814
公開日2005年4月6日 申請(qǐng)日期2004年11月12日 優(yōu)先權(quán)日2004年11月12日
發(fā)明者李昕欣, 陳雪萌, 宋朝輝, 王躍林 申請(qǐng)人:中國科學(xué)院上海微系統(tǒng)與信息技術(shù)研究所