基于硅通孔技术的硅晶圆直接键合的微机械陀螺仪

摘要

本发明涉及一种基于硅通孔技术的硅晶圆直接键合的微机械陀螺仪，其包括硅-硅直接键合的三层硅晶圆层，依次为固定电极晶圆层、质量块晶圆层、封盖晶圆层；固定电极晶圆层为通孔硅晶圆层，其具有多个垂直于通孔硅晶圆层的通孔硅电极，相邻的通孔硅电极之间具有垂直于通孔硅晶圆层的通孔硅绝缘层；质量块晶圆层包括一对左右对称的扇形质量块，扇形质量块形成质量块电极，质量块晶圆层采用硅-硅直接键合方式通过单锚点对称悬挂于固定电极晶圆层的下方；质量块电极与通孔硅电极形成可变电容的两个极。本发明采用通孔硅作为可变电容传感器结构的电极材料并采用硅-硅直接键合方式，可将热应力降至最小，还提升了传感器的性能。

主权项

一种基于硅通孔技术的硅晶圆直接键合的微机械陀螺仪，其特征在于：其包括硅‑硅直接键合的三层硅晶圆层，所述的三层硅晶圆层依次为固定电极晶圆层、质量块晶圆层、封盖晶圆层；所述的固定电极晶圆层为通孔硅晶圆层，其具有多个垂直于所述的通孔硅晶圆层的通孔硅电极，相邻的通孔硅电极之间具有垂直于所述的通孔硅晶圆层的通孔硅绝缘层；所述的通孔硅电极包括内固定电极和外扇形电极，所述的内固定电极呈扇形且其圆心角度为‑64度至+64度，半径为0至530μm；所述的外扇形电极的圆心角度为‑34度至+34度，半径为530μm‑1050μm；所述的通孔硅绝缘层的厚度即相邻的所述的通孔硅电极之间的距离为1‑20μm；所述的质量块晶圆层包括一对左右对称的扇形质量块，所述的扇形质量块形成质量块电极，所述的质量块晶圆层采用硅‑硅直接键合方式通过单锚点对称悬挂于所述的固定电极晶圆层的下方；所述的扇形质量块绕所述的单锚点做旋转式微幅振动；所述的质量块电极与所述的通孔硅电极形成可变电容的两个极。