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申请/专利权人：中国人民解放军92578部队;中北大学

摘要：本发明提供了一种同轴封装姿态自校准MEMS矢量水听器。该水听器采用同轴封装技术，将高精度的电子罗经与MEMS矢量水声传感器一体化封装，将MEMS矢量水听器X轴方向与指北方向相重合，利用动态校准测试获得的数据对矢量测向误差进行补偿修正，给出水下目标的真方位。相比于普通的MEMS矢量水听器，本发明采用同轴封装技术，提高了定位精度，具有低频响应好，灵敏度高，体积小，功耗低等优点。

主权项：1.一种同轴封装姿态自校准MEMS矢量水听器，包括同轴布置的电子罗经与MEMS矢量水声传感器，所述MEMS矢量水声传感器密封固定在托台顶面，所述托台固定安装在罗经承载仓帽上，在罗经承载仓内固定安装电子罗经，所述电子罗经的指北方向与MEMS矢量水声传感器的X轴方向重合；罗经承载仓底部连通管体，管体尾部具有线缆接口，管体的内腔中固定有微弱信号调理电路，微弱信号调理电路与MEMS矢量水声传感器、压电陶瓷管、电子罗经及线缆接口中的缆线相连接；所述托台底部具有外螺纹，罗经承载仓帽上具有内螺纹；所述托台内部具有通道，所述通道与罗经承载仓及管体相连通；所述线缆接口处安装锁紧扣；所述MEMS矢量水声传感器粘贴固定在托台的凹槽内，在托台的圆管处套入压电陶瓷管，所述的压电陶瓷管位于托台与罗经承载仓帽之间；在罗经承载仓帽于罗经承载仓之间安装密封圈；所述的MEMS矢量水声传感器是用N型SOI硅圆片作为加工材料，采用MEMS半导体微加工技术加工而成，是在硅衬底上利用ICP等离子刻蚀技术刻蚀得到中心质量块、四根对称的悬臂梁以及支撑框架，对称的悬臂梁用来连接中心质量块和支撑框架，在每根悬臂梁上都分别利用等离子注入技术注入硼离子形成压敏电阻，八个压敏电阻的阻值相等，并且八个电阻通过金属引线相连接成用于检测声音信号的惠斯通电桥；所述MEMS半导体微加工技术包括以下步骤：步骤1，准备4英寸N型SOI硅片，在1000℃的氧化扩散炉中，对SOI片器件层和衬底层进行双面氧化，作为压敏电阻离子注入的屏蔽层；步骤2，在反应离子刻蚀机中，使用CHF3气体对氧化层进行刻蚀，形成压敏电阻条区域；步骤3，在压敏电阻区注入低浓度硼离子，在1050℃的退火炉中，为了修复离子注入后损伤的晶格进行退火；步骤4，再次对SOI片进行氧化，为制作欧姆接触区提供屏蔽层；步骤5，ICP刻蚀，刻蚀出制作欧姆接触的浓硼掺杂区；步骤6，离子注入，注入高浓度硼离子，形成欧姆接触区，退火；步骤7，采用PECVD方法淀积氮化硅；步骤8，ICP刻蚀，刻蚀出开窗口，露出欧姆接触区；步骤9，溅射金属、IBE刻蚀，使用磁控溅射仪，先溅射200𝑛𝑚Cr增加粘附性，再溅射10𝜇𝑚的Au，离子束刻蚀机刻蚀金属，形成金属引线；再进行退火处理，形成合金，完成欧姆接触；步骤10，正面刻蚀，对器件正面进行RIE刻蚀，刻蚀出梁结构；步骤11，背面刻蚀，在深硅刻蚀机中，对器件背面进行深硅刻蚀，直至释放出梁结构；再经过划片，得到水听器芯片。

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百度查询： 中国人民解放军92578部队 中北大学 同轴封装姿态自校准MEMS矢量水听器