[发明专利]全方位动热源式单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式单轴微机械加速度计，其特征在于，包括基底层、敏感层和盖板，其中，

所述敏感层含有中间加热腔和中间检测腔，敏感层的上表面设置有全方位动热源摆式的电阻加热器和一对热敏电阻；

定义所述加速度计垂直于热敏电阻和平行于热敏电阻的方向分别为X，Y方向，检测腔的高度方向为Z向；所述全方位动热源摆式的电阻加热器通过八个完全对称的半圆形支撑梁悬置在敏感层的中心位置；所述热敏电阻平行于Y方向对称放置在加热器的左右两侧，用于检测X轴的加速度；

所述全方位动热源摆式的电阻加热器采用风火轮式敏感结构，其中心含有一个带圆形质量块的中心轮轱，通过八个完全对称的半圆形支撑梁悬置在敏感层的中心位置；其下方是圆形的所述中间加热腔；所述热敏电阻的下方为所述中间检测腔；

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；

所述全方位动热源摆式的电阻加热器的两端沿着Y方向覆盖对称的电极，形成可动电阻式热源；

加热器和热敏电阻的通电方式均为恒流电；

所述盖板和所述基底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上密封层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式单轴微机械加速度计，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式单轴微机械加速度计，其特征在于，所述全方位动热源摆式的电阻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式单轴微机械加速度计，其特征在于，两个所述热敏电阻的长度一致，均为整个敏感层宽度的1/6至1/5。

5.根据权利要求1所述的全方位动热源式单轴微机械加速度计，其特征在于，所述全方位动热源摆式的电阻加热器和热敏电阻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式单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；

步骤二：二氧化硅膜上光刻形成全方位动热源摆加热器和热敏电阻结构图形；

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全方位动热源摆加热器和热敏电阻结构图形以外的金属层，形成全方位动热源摆加热器和热敏电阻结构；

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，使全方位动热源摆加热器和热敏电阻通过二氧化硅膜悬空固定在敏感层上，完成敏感层的加工；

步骤七：通过键合工艺将盖板和敏感层进行粘合，使敏感层的上表面处于密闭腔体里完成敏感元件的加工。