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申请/专利权人：中国人民解放军国防科技大学

摘要：本发明涉及一种压电式环形微机械陀螺仪及制备方法。所述陀螺仪包括：衬底，衬底上设置有结构层，结构层上间隔分布若干导电回路；导电回路为两个以上，沿结构层环向间隔布置；导电回路包括从下往上依次设置的底电极层、压电层及顶电极层；底电极层与顶电极层分别与压电层建立电学连接。本发明提供的陀螺仪，导电回路采用底电极层、压电层及顶电极层结构，通过压电材料的逆压电效应进行驱动、正压电效应进行敏感信号检测，避免了小间隙结构，加工精度要求更低，更易于加工；采用压电驱动检测方式，在振动、冲击环境下，能够保持驱动、检测信号相对稳定，抗冲击、振动性能好。

主权项：1.一种压电式环形微机械陀螺仪，包括衬底，所述衬底上设置有结构层，其特征在于，所述结构层上间隔分布若干导电回路；所述导电回路为两个以上，沿所述结构层环向间隔布置；所述导电回路包括从下往上依次设置的底电极层、压电层及顶电极层；所述底电极层与所述顶电极层分别与所述压电层建立电学连接；所述结构层包括环形谐振子、支撑组件与第一锚点区；所述衬底朝向结构层的一侧开设有空腔，空腔周围设置为第二锚点区；所述环形谐振子与所述支撑组件置于所述空腔中，且所述环形谐振子通过所述支撑组件连接至所述第一锚点区；所述第一锚点区位于所述第二锚点区上方，并与所述第二锚点区键合连接；在所述导电回路中，所述底电极层设置在所述环形谐振子顶部，然后通过支撑组件引出至第一锚点区，所述压电层设置在底电极层上，且仅位于环形谐振子区域，所述底电极层与所述压电层的下表面建立电学连接；所述顶电极层设置在所述压电层上表面，然后通过支撑组件引出至第一锚点区，所述顶电极层与所述压电层的上表面建立电学连接；所述底电极层与所述顶电极层互相隔离；所述底电极层的宽度小于所述压电层；以及所述底电极层的厚度小于所述压电层；基于上述结构，提供了一种制备方法，其中，所述衬底采用单晶硅层和二氧化硅层材质制成；所述结构层采用金刚石材料制成，所述方法包括：步骤401，准备一张DOI晶圆，所述DOI晶圆包括绝缘层与金刚石结构层，DOI晶圆为在绝缘层上镶嵌有一层单晶金刚石结构；步骤402，在DOI晶圆上沉积底电极层并图形化，图形化区域包括环形谐振子、支撑组件及第一锚点区；步骤403，沉积压电层并图形化，图形化区域包括所述环形谐振子；步骤404，沉积顶电极层并图形化，图形化区域包括所述环形谐振子、所述支撑组件及所述第一锚点区，且所述支撑组件和所述第一锚点区的顶电极层和所述底电极层互不接触；步骤405，将DOI晶圆覆盖一层光刻胶并图形化，图形化区域包括所述环形谐振子和所述支撑组件，然后刻蚀金刚石结构层；步骤406，将DOI晶圆置于刻蚀溶液中，待所述环形谐振子和所述支撑组件底部的氧化层释放完全后，去除光刻胶，即得到金刚石基的压电式环形微机械陀螺仪。

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