[发明专利]全方位动热源摆式三轴微机械加速度计及其加工方法

权利要求书

1.一种全方位动热源摆式三轴微机械加速度计，其特征在于，包括上敏感层、下敏感层和盖板，其中，

所述上敏感层的中心位置设置有全方位动热源摆加热器，所述下敏感层的上表面设置有四个热敏电阻，所述上敏感层、下敏感层键合在一起，形成敏感层；

定义加速度计的长宽方向分别为X，Y方向，加速度计的高度方向为Z向；所述热敏电阻以全方位动热源摆加热器为中心呈正交分布的放置在X,Y方向；四个热敏电阻两两相对设置，用于检测三轴的加速度；

所述全方位动热源摆加热器采用风火轮式敏感结构，其中心含有一个带圆形的质量块的中心轮轱，通过六个完全对称的半圆形支撑梁悬置在敏感层的中心位置；其下方是圆形的中间加热腔；

所述全方位动热源摆加热器除了能沿着垂直于敏感层的Z轴摆动外，也能沿着敏感层所在XOY平面内的任一方位角摆动；

加热器和热敏电阻的通电方式均为恒流电；

所述盖板上刻蚀有凹槽，且与上敏感层的上表面密闭连接；

盖板和下敏感层将中间加热腔和中间检测腔的气体介质与外界隔离，形成一个密封的工作系统；中间加热腔和中间检测腔高度与盖板中凹槽的深度为总的腔体高度z，300μm≤z≤1000μm。

2.根据权利要求1所述的全方位动热源摆式三轴微机械加速度计，其特征在于，所述盖板的凹槽深度为盖板高度的2/3。

3.根据权利要求1所述的全方位动热源摆式三轴微机械加速度计，其特征在于，所述全方位动热源摆加热器和热敏电阻的高度为100nm至1000nm。

4.根据权利要求1所述的全方位动热源摆式三轴微机械加速度计，其特征在于，所述热敏电阻的长度一致，为整个下敏感层宽度的1/6至1/5。

5.根据权利要求1所述的全方位动热源摆式三轴微机械加速度计，其特征在于，所述全方位动热源摆加热器和热敏电阻均是由铬黏附层和铂层组成的金属层构成。

6.一种加工权利要求1-5任一项所述的全方位动热源摆式三轴微机械加速度计的方法，其特征在于，具体工艺流程如下：

步骤一：在N型(100)单晶硅片上热氧化0.5μm厚二氧化硅膜；

步骤二：在二氧化硅膜上光刻形成热敏电阻结构图形；

步骤三：用磁控溅射工艺在光刻胶、二氧化硅上依次溅射由铬黏附层和铂层组成的金属层；

步骤四：采用超声剥离工艺剥离掉热敏电阻结构图形以外的金属层，形成热敏电阻结构；

步骤五：采用光刻和湿法腐蚀工艺，腐蚀掉一部分二氧化硅；

步骤六：采用硅刻蚀工艺腐蚀加工形成深300μm的凹槽，使热敏电阻通过二氧化硅膜悬空固定在下敏感层上，完成下敏感层的加工；

步骤七：在另一N型(100)单晶硅片上热氧化0.5μm厚二氧化硅膜；

步骤八：二氧化硅膜上光刻形成全方位振子加热器结构图形；

步骤九：用磁控溅射工艺在光刻胶、二氧化硅上依次溅射由铬黏附层和铂层组成的金属层；

步骤十：采用超声剥离工艺剥离掉全方位振子加热器结构图形以外的金属层，形成全方位振子加热器结构；

步骤十一：采用光刻和湿法腐蚀工艺，腐蚀掉一部分二氧化硅；

步骤十二：采用硅刻蚀工艺腐蚀刻透形成中间加热腔，使全方位振子加热器通过二氧化硅膜悬空固定在上敏感层上，完成上敏感层的加工；

步骤十三：通过键合工艺将下敏感层和上敏感层进行粘合；

步骤十四：通过键合工艺将盖板和上敏感层进行粘合，使敏感层的上表面处于密闭腔体里，完成敏感元件的加工。