基于"8悬臂梁-质量块"结构的新颖x轴音叉式硅微机械陀螺

• 作者: 宓斌玮 张颖 李金鹏 段飞 焦继伟 王育才 王跃林 钱清
• 来源期刊: 半导体学报
• 学科: 工学
• 关键词: 微机械陀螺 x轴 音叉式陀螺 "8悬臂梁-质量块"结构 限制槽 (111)硅晶圆
• 年，卷（期）: 2007,（10）
• 所属期刊栏目: 研究论文
• 页码范围: 1630-1635
• 页数: 6页
• 分类号: TP212.12
• 字数: 2805字
• 语种: 中文
• DOI: 10.3321/j.issn:0253-4177.2007.10.027

摘要

设计、制作并测试了一种新颖的x轴音叉式微机械陀螺,它以"8悬臂梁-质量块"结构来实现Coriolis力的检测,与常见的单层弹性梁-质量块结构相比,具有更好的模态稳定性;大质量块与薄弹性梁的结构设计有助于获得低机械噪声与高灵敏度.采用体硅微机械加工工艺在(111)硅晶圆上试制了基于"8悬臂梁-质量块"结构的微陀螺,由于在(111)晶向上硅的湿法腐蚀速率极其缓慢,而用氧化硅填充的限制槽限定侧向腐蚀范围,因此这套工艺能对双层弹性梁的结构尺寸进行精确控制,获得较小的模态失配.在大气环境中,该陀螺具有±200°/s的量程,角速度灵敏度为0.15mV/(°/s),分辨率约为0.1°/s.