一种高性能惯性传感器的工艺制备流程中在线调频方法与流程

本发明涉及一种惯性传感器的调频工艺，具体地涉及一种高性能惯性传感器的工艺制备流程中在线调频方法。

背景技术：

1、各种各样的应用，尤其是惯性导航系统，制导系统和航空数据测量系统等航空航天应用，都需要具有接近微重力分辨率，高灵敏度，高线性度和低偏置漂移的高性能加速度计和陀螺仪。

2、其中，陀螺结构一般分为驱动和敏感二个质量?？?，敏感?？榈钠德视肭？榈钠德室话慊嵊幸坏阄⑿〔畋?，这个差别对于传感器性能有很大的关联，在不同的工作模式下需要调整到不同的频差。

3、现有技术中，有些方案采用电压调频的方式进行调频操作，但是而电调频的可调范围小，满足不了传感器对精度的要求。采用激光调频可以提高可调范围，但是现有技术是封盖之前进行激光调频，即在封盖之前把整个晶圆放入一个带有透明窗口的大型真空腔内进行激光光调频，这方法有两个缺点，一是很难把驱动电路板放入真空室内对陀螺加电，二是即使可以调频，但是调频后再进行晶圆键合封盖，所引入的键合应力又会使得频率发生变化，会导致之前的调频达不到应有的结果。

技术实现思路

1、针对上述存在的技术问题，本发明目的是：提供了一种高性能惯性传感器的在线调频方法，在顶层封盖完成真空封装后，利用激光对陀螺仪进行在线调频。。

2、本发明的技术方案是：

3、一种高性能惯性传感器的工艺制备流程中在线调频方法，包括以下步骤：

4、s01：提供具有顶部平面和底部平面的第一基板，所述底部平面下方设置有一氧化物层，所述底部平面基本上平行于顶部平面；

5、s02：提供具有上平坦表面的第二基板；

6、s03：将第二基板的一部分从上平坦表面蚀刻到第一预定深度，以形成多个凸起和浅腔，每个凸起具有上平坦表面；

7、s04：将第一基板的顶部平面结合到凸起的上部平坦表面以形成锚固部分；

8、s05：刻蚀掉第一基板的一定位置的氧化物层；

9、s06：从底部表面和/或顶部表面蚀刻第一基板的一部分至第二预定深度，该第二预定深度至少等于第一基板的总厚度，以在第一基板上形成具有一定结构可自由旋转的敏感结构，所述敏感结构包括锚定部分周边一定结构的质量块；

10、s07：将封盖晶圆蚀刻至预定深度以形成顶部凹槽，并将封盖晶圆与结构晶圆在高真空条件下使用玻璃料粘结来完成真空键合；

11、s08：顶层封盖完成后用探针卡对陀螺加电激励，使得陀螺结构产生谐振，然后对陀螺结构进行激光调频。

12、可选的，所述封盖采用透明材料。

13、可选的，所述封盖包括石英玻璃、氟化玻璃。

14、与现有技术相比，本发明的优点是：

15、本发明在是完成了高真空封装后再利用激光对陀螺结构进行在线调频的，真空封装后可以给陀螺芯片结构直接加电激励压使其产生谐振，从而可以实现在线检测，测出频率后就可以进行调频。真空封盖后晶圆的键合应力固定了，调频后频率也不会因为工艺过程中产生的附加应力而变化，调频效率高。此外，而激光调频的范围可以从0.01hz到十几hz甚至几百hz，而且精度更高。

技术特征：

1.一种高性能惯性传感器的工艺制备流程中在线调频方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述封盖采用透明材料。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述封盖包括石英玻璃、氟化玻璃。

技术总结
本发明公开了一种高性能惯性传感器的工艺制备流程中在线调频方法，包括：提供具有顶部平面和底部平面的第一基板；提供具有上平坦表面的第二基板；将第二基板的一部分从上平坦表面蚀刻，形成多个凸起和浅腔，每个凸起具有上平坦表面；将第一基板的顶部平面结合到凸起的上部平坦表面形成锚固部分；刻蚀掉第一基板的一定位置的氧化物层；从底部表面和/或顶部表面蚀刻第一基板的一部分至第一基板的总厚度，将透明封盖晶圆蚀刻至预定深度以形成顶部凹槽，并将透明封盖晶圆与结构晶圆在高真空条件下使用玻璃料粘结来完成真空键合；顶层封盖完成后进行激光调频。本发明在能够实现晶圆制造流片过程中的在线频率调节，激光调频的可调范围广，调节精度高。

技术研发人员：郭述文
受?；さ募际跏褂谜撸?/b>中国兵器工业集团第二一四研究所苏州研发中心
技术研发日：
技术公布日：2024/4/17