[发明专利]一种SOI微半球陀螺敏感结构

权利要求书

1.一种SOI微半球陀螺敏感结构，其特征在于，该结构包括；中心半球谐振子、环形电极、电极绝缘层、离散电极和底座；中心半球谐振子为中心对称结构，包括半球壳体和底部支撑柱；底部支撑柱设置在半球壳体正下方，并与底座固定连接；环形电极和离散电极设置在中心半球谐振子的外侧圆周，并与中心半球谐振子之间形成间隙，环形电极设置在离散电极上，并与离散电极之间通过电极绝缘层实现隔离，离散电极设置在底座上；中心半球谐振子的半球壳体上部自由端至少与环形电极上端面保持齐平。

2.根据权利要求1所述的一种SOI微半球陀螺敏感结构，其特征在于：所述间隙包括半球壳体与环形电极和离散电极之间的空隙，以及底部支撑柱与离散电极之间的空隙，间隙在各个方向上保持均匀性。

3.根据权利要求1所述的一种SOI微半球陀螺敏感结构，其特征在于：所述环形电极为整体电极，中心开孔，半球壳体上部自由端设置在环形电极中心孔内，至少与环形电极上端面保持齐平，半球壳体与环形电极中心孔之间形成间隙，环形电极中心孔的内表面与半球壳体的外表面形成一组极板电容。

4.根据权利要求1或3所述的一种SOI微半球陀螺敏感结构，其特征在于：所述离散电极包括多个离散电极，多个离散电极分散、均匀分布在半球谐振子的外侧圆周处，各个离散电极之间通过隔离槽隔离，离散电极的内表面与中心半球谐振子外表面之间形成间隙，每个离散电极的内表面与半球壳体的外表面形成一组极板电容。

5.根据权利要求4所述的一种SOI微半球陀螺敏感结构，其特征在于：所述离散电极的数量及类型可根据需要进行设置，设置数量为2的整数倍，并且设置数量不少于8个。

6.根据权利要求4所述的一种SOI微半球陀螺敏感结构，其特征在于：所述离散电极包括驱动电极、驱动反馈电极，检测电极以及检测反馈电极，驱动电极与驱动反馈电极、检测电极与检测反馈电极相对布置，驱动电极与检测电极相隔布置。

7.根据权利要求6所述的一种SOI微半球陀螺敏感结构，其特征在于：当离散电极的设置数量为8个时，离散电极在0°、180°方向设置为驱动电极和驱动反馈电极，离散电极在90°、270°方向设置为驱动电极和驱动反馈电极，离散电极在45°、225°方向设置为检测电极和检测反馈电极，离散电极在135°、315°方向设置为检测电极和检测反馈电极。

8.一种制造权利要求1、2、3、5、6或7任一所述的SOI微半球陀螺敏感结构的工艺，其特征在于：该制造工艺包括以下步骤：步骤一、半球空腔刻蚀；SOI基片包括浅硅层、绝缘层、主体结构硅层，通过多步刻蚀形成半球型空腔；步骤二、牺牲层和多晶硅层沉积；在半球型空腔的内表面依次沉积牺牲层和多晶硅层；步骤三、底部支撑柱制备；在主体结构硅层，半球型空腔正下方经多步刻蚀形成圆柱孔，圆柱孔穿透牺牲层，并在圆柱孔内填充多晶硅，形成底部支撑柱；步骤四、离散电极制备；通过刻蚀在主体结构硅层和底部支撑柱之间形成隔离孔，同时将主体结构硅层按照需要刻蚀成一定数量的离散电极，离散电极之间通过隔离槽实现隔离；步骤五、键合；将步骤四完成的SOI基片与底座键合，实现固联；步骤六、释放；去除牺牲层，进行结构释放，得到完整的SOI微半球陀螺敏感结构。