一种高灵敏度硅微机械陀螺的设计与制造

摘要

设计与制造了一种高灵敏度的硅微机械陀螺.陀螺用静电来驱动,用连接成惠斯顿电桥的压阻式力敏电阻应变计来检测.主梁、微梁-质量块结构实现了高灵敏度.比较硬的主梁提供了一定的机械强度,并且提供了高共振频率.微梁很细,检测时微梁沿轴向直拉直压.力敏电阻应变计就扩散在微梁上,质量块很小的挠动就能在微梁上产生很大的应力,输出很大的信号.5V条件下,陀螺检测部分的理论灵敏度达到27.45mV/gn.压阻式四端器件用来监测驱动振幅,可以反馈补偿压阻的温度系数. 检测模态的Q值达260使陀螺能在大气下工作.陀螺利用普通的n型硅片制造,为了刻蚀高深宽比的结构,使用了深反应离子刻蚀(DRIE)工艺.