1.一种伞型微半球陀螺谐振子的自对准技术制备方法,其特征在于,包括如下步骤:
1)选择圆形硅片作为衬底并清洗硅衬底(1),并在硅衬底(1)上表面上旋涂光刻胶,光刻形成后续深硅刻蚀工艺所用的第一掩膜;
2)采用深硅刻蚀工艺并通过第一掩膜在硅衬底(1)上表面刻蚀形成环形凹槽(2)结构、圆形凹槽(3)结构和中心柱体(4)结构,然后去除剩余的光刻胶即可:其中,环形凹槽(2)结构紧邻圆形硅片的周缘开设,圆形凹槽(3)结构开设于环形凹槽(2)结构之内,中心圆柱体(4)结构位于圆形凹槽(3)结构的中心处,环形凹槽(2)、圆形凹槽(3)和中心柱体(4)位于同一轴线上,环形凹槽(2)的槽深、圆形凹槽(3)的槽深以及中心柱体(4)的高度相等;
3)清洗玻璃片(5)和光刻后的硅衬底(1),将玻璃片(5)置于硅衬底(1)上表面上并进行硅-玻璃键合,环形凹槽(2)和圆形凹槽(3)与玻璃片(5)之间分别形成密封的腔体;
4)将键合好的玻璃片(5)进行玻璃面的减薄、研磨和抛光,减薄至80-90μm;
5)在减薄的玻璃片(5)表面依次溅射铬层、铜层和金层,同时对对准标记进行保护;其中,铬层厚度为50纳米、铜层厚度为600纳米、金层厚度为400纳米;
6)在金属层(6)的表面上旋涂光刻胶,光刻形成后续离子束刻蚀工艺所用的第二掩膜;
7)采用离子束刻蚀工艺并通过第二掩膜在金属层(6)上刻蚀形成圆形金属层片(7)以及若干电极金属层片(8),然后去除剩余光刻胶即可;其中,圆形金属层片(7)位于玻璃片(5)的中部且完全覆盖在硅衬底(1)的圆形凹槽(3)上,若干电极金属层片(8)均布于玻璃片(5)的周缘缘边且每个电极金属层片(8)横跨其对应部位的环形凹槽(2)的槽口;
8)将试样放入快速退火炉中进行高温处理,将温度升至玻璃的软化点,硅衬底(1)上的环形凹槽(2)腔体和圆形凹槽(3)腔体内的气体在内外压力差的作用下会膨胀,从而将圆形凹槽(3)上覆盖的玻璃片(5)及圆形金属层片(7)吹成近似空圆球形状,将环形凹槽(2)上覆盖的玻璃片(5)及若干电极金属层片(8)吹成近似拱门的形状;
9)对所得的试样用HF缓冲液腐蚀,将没有被金属层(6)覆盖的玻璃片腐蚀掉,最终得到伞型微半球陀螺谐振子及其检测电极和激励电极。
2.一种Y型微半球陀螺谐振子的自对准技术制备方法,其特征在于,包括如下步骤:
1)选择圆形硅片作为衬底并清洗硅衬底(1),并在硅衬底(1)上表面上旋涂光刻胶,光刻形成后续深硅刻蚀工艺所用的第三掩膜;
2)采用深硅刻蚀工艺并通过第三掩膜在硅衬底(1)上表面刻蚀形成环形凹槽(2)结构和圆形凹槽(3)结构,然后去除剩余的光刻胶即可:其中,环形凹槽(2)结构紧邻圆形硅片的周缘开设,圆形凹槽(3)结构开设于环形凹槽(2)结构之内,环形凹槽(2)和圆形凹槽(3)位于同一轴线上,环形凹槽(2)和圆形凹槽(3)的槽深相等;
3)清洗玻璃片(5)和光刻后的硅衬底(1),将玻璃片(5)置于硅衬底(1)上表面上并进行硅-玻璃键合,环形凹槽(2)和圆形凹槽(3)与玻璃片(5)之间分别形成密封的腔体;
4)将键合好的玻璃片(5)进行玻璃面的减薄、研磨和抛光,减薄至80-90μm;
5)在减薄的玻璃片(5)表面依次溅射铬层、铜层和金层,同时对对准标记进行保护;其中,铬层厚度为50纳米、铜层厚度为600纳米、金层厚度为400纳米;
6)在金属层(6)的表面上旋涂光刻胶,光刻形成后续离子束刻蚀工艺所用的第四掩膜;
7)采用离子束刻蚀工艺并通过第四掩膜在金属层(6)上刻蚀形成圆环形金属层片(9)以及若干电极金属层片(8),然后去除剩余光刻胶即可;其中,圆环形金属层片(9)位于玻璃片(5)的中部且完全覆盖在硅衬底(1)的圆形凹槽(3)上,若干电极金属层片(8)均布于玻璃片(5)的周缘缘边且每个电极金属层片(8)横跨其对应部位的环形凹槽(2)的槽口;
8)将试样放入快速退火炉中进行高温处理,将温度升至玻璃的软化点,硅衬底(1)上的环形凹槽(2)腔体和圆形凹槽(3)腔体内的气体在内外压力差的作用下会膨胀,从而将圆形凹槽(3)上覆盖的玻璃片(5)及圆环形金属层片(9)吹成近似空圆球形状,将环形凹槽(2)上覆盖的玻璃片(5)及若干电极金属层片(8)吹成近似拱门的形状;
9)对所得的试样用HF缓冲液腐蚀,将没有被金属层(6)覆盖的玻璃片(5)腐蚀掉,最终得到Y型微半球陀螺谐振子及其检测电极和激励电极。