[发明专利]水平姿态敏感芯片及其制造方法、水平姿态传感器

权利要求书

1.一种气体摆式水平姿态敏感芯片，其特征在于，包括：

半导体衬底；

形成于所述半导体衬底的表面上的两组悬梁热敏丝，每组热敏丝包括两条相互平行的热敏丝，两组热敏丝之间相互垂直；

在所述热敏丝的两端形成的电极。

2.根据权利要求1所述的水平姿态敏感芯片，其特征在于，还包括：

形成于所述半导体衬底的表面上的悬梁加热丝，所述加热丝设置在同组热敏丝的对称位置；

在所述加热丝的两端形成的电极。

3.根据权利要求1所述的水平姿态敏感芯片，其特征在于，还包括：

形成于所述半导体衬底的表面上的悬梁加热丝；

其中，两组热敏丝构成长方形，两组热敏丝共用一条加热丝，加热丝位于长方形的对角线上。

4.根据权利要求2所述的水平姿态敏感芯片，其特征在于，每组热敏丝具有一条加热丝，加热丝位于同组的两条热敏丝的中间位置。

5.根据权利要求1至4中任意一项所述的水平姿态敏感芯片，其特征在于，所述半导体衬底为硅衬底或锗衬底。

6.根据权利要求2至4中任意一项所述的水平姿态敏感芯片，其特征在于，所述热敏丝和/或加热丝主要由Pt组成。

7.根据权利要求2至4中任意一项所述的水平姿态敏感芯片，其特征在于，所述热敏丝和加热丝的宽度为40～60μm，长度为1200～1600μm，丝间距为500～1000μm。

8.根据权利要求1至4中任意一项所述的水平姿态敏感芯片，其特征在于，所述电极主要由金、银、铜、或铝组成。

9.一种微机械气体摆式水平姿态传感器，其特征在于，包括外壳、底座、角速度陀螺、信号处理电路、和包括如权利要求1至4中任意一项所述的水平姿态敏感芯片的敏感元件，所述敏感芯片输出倾角信号到所述信号处理电路，所述角速度陀螺输出角速度信号到所述信号处理电路，所述信号处理电路对所述倾角信号和所述角速度信号进行处理，输出水平姿态电压信号。

10.根据权利要求9所述的水平姿态传感器，其特征在于，所述信号处理电路还输出角速度电压。

11.一种制造如权利要求1所述的气体摆式水平姿态敏感芯片的制造方法，其特征在于，包括步骤：

在半导体衬底的表面上形成掩层；

在所述掩层上形成热敏丝和加热丝；

在所述热敏丝和加热丝的端部形成电极；

通过刻蚀所述热敏丝和加热丝所在区域的所述半导体衬底形成悬梁。

12.根据权利要求11所述的气体摆式水平姿态敏感芯片的制造方法，其特征在于，所述半导体衬底为硅片，所述掩层为二氧化硅或者氮化硅。

13.根据权利要求11或12所述的气体摆式水平姿态敏感芯片的制造方法，其特征在于，在所述掩层上形成热敏丝和加热丝的步骤包括：

通过光刻在所述掩层上形成第一图案；

通过溅射或蒸发在所述第一图案上形成由金属或者合金组成的热敏丝和加热丝。

14.根据权利要求13所述的气体摆式水平姿态敏感芯片的制造方法，其特征在于，所述合金为铂铑或镍铬铝。

15.根据权利要求11或12所述的气体摆式水平姿态敏感芯片的制造方法，其特征在于，在所述热敏丝和加热丝的端部形成电极的步骤包括：

通过光刻在所述半导体衬底的表面形成第二图案；

通过蒸发在所述第二图案上形成电极，所述电极位于所述热敏丝和加热丝的端部。

16.根据权利要求11或12所述的气体摆式水平姿态敏感芯片的制造方法，其特征在于，所述形成悬梁的步骤包括：

通过光刻在所述半导体衬底的表面的所述热敏丝和加热丝周围形成第三图案；

根据所述第三图案通过干法刻蚀形成热敏丝柱和加热丝柱；

通过湿法刻蚀形成悬梁热敏丝和悬梁加热丝。

17.根据权利要求11或12所述的气体摆式水平姿态敏感芯片的制造方法，其特征在于，还包括步骤：

对所述气体摆式水平姿态敏感芯片进行300～800℃的热处理。