[发明专利]基于SOI工艺的微型静电悬浮陀螺

摘要

本发明涉及一种基于SOI工艺的微型静电悬浮陀螺，属于微机电系统技术领域。本发明利用SOI硅片的器件层加工出环形转子、径向控制电极、径向检测电极，以及旋转电极，利用SOI硅片的衬底层加工出轴向控制电极与轴向检测电极。本发明结构简单，提出了利用径向控制电极实现环形转子的悬浮驱动方式，不需要在转子上下设置电极，仅需两层结构即可实现环形转子的悬浮驱动，免除了现有技术中必须的键合工艺，在降低加工成本的同时，大大的降低了微型静电悬浮陀螺的工艺复杂度，从而提高了器件加工的成品率。

主权项

基于SOI工艺的微型静电悬浮陀螺，包括上结构层(1)、下结构层(3)以及两者之间的二氧化硅绝缘层(2)；所述上结构层(1)包括环形转子(4)，4个径向检测电极、8个径向控制电极以及旋转电极(17)；a个在圆弧方向宽度为θ的扇形旋转电极(17)周向均布成圆环状，位于环形转子(4)内侧，所述圆环与环形转子(4)圆心重合；所述径向控制电极和径向检测电极均为扇形，且两者内径相同，外径也相同；两个径向控制电极之间为一径向检测电极，共同构成一组径向电极，所述的8个径向控制电极和4个径向检测电极一共组成四组径向电极，四组径向电极共同构成一圆环；各径向检测电极与相邻的径向控制电极之间的间距均相等；所述圆环与环形转子(4)圆心重合，且圆环内径大于环形转子(4)外径；所述环形转子(4)上靠近内径的一侧周向均布有b个在圆弧方向上宽度为β的扇形缺口(18)；a，b，θ，β满足如下条件：a＝3i，i为自然数；当i＞1时，b＝(2/3)a，当i＝1时，b＝4；θ＝360°/b‑β；下结构层(3)包括4个轴向检测电极和4个轴向控制电极，所述4个轴向检测电极均布为一圆环状，4个轴向控制电极也均布为圆环状，两圆环圆心重合，且前者外径小于后者内径；所述轴向检测电极的内径与上结构层(1)上的环形转子(4)内径相同；所述轴向控制电极的外径与上结构层(1)上的环形转子(4)外径相同；所述上结构层(1)中环形转子(4)与下结构层(3)中4个轴向检测电极组成的环形同轴；所述二氧化硅绝缘层(2)使得环形转子(4)形成悬置。