一种大尺寸光学陀螺楔形腔及其制备方法和应用技术

本发明专利技术提供了一种大尺寸光学陀螺楔形腔及其制备方法和应用，其制备方法包括：依次在Si晶元表面构建SiO

【技术实现步骤摘要】
一种大尺寸光学陀螺楔形腔及其制备方法和应用
本专利技术属于光学陀螺的Si基光电子器件制备
，更具体地，涉及一种大尺寸光学陀螺楔形腔及其制备方法和应用。
技术介绍
陀螺仪作为测量载体角加速度和姿态的重要传感器件，是惯性导航系统的重要核心部件，被广泛的应用于航天航海、制导控制、隧道施工和汽车制造等各种领域，其发展对工业领域重大科技计划的研究具有重要意义。谐振式光学陀螺作为光学陀螺的一个发展方向，其工作原理是通过检测谐振腔中两束反向传输的光波回到出发点时的Sagnac效应引起的谐振频差的变化来计算待测物体的角加速度变化，实现角速度传感的检测；由于其具有精度高、体积小且功耗低等显著优势，被广泛研究。其中，Si基谐振式光学微腔陀螺以小型化和集成化成为未来姿态检测领域的发展趋势，其极限灵敏度主要取决于谐振腔直径D与品质因数Q值的乘积。目前，常见的硅基微腔直径为微米级。传统的楔形谐振腔加工采用MEMS工艺，流程简单，是制备大尺寸微腔的主要结构；然而，由于受MEMS加工工艺技术的限制，微腔直径D越大，微腔结构的均匀性和表面粗糙度就越难以保本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种大尺寸光学陀螺楔形腔的制备方法，其特征在于，/n包括：/n依次在Si晶元表面构建SiO

【技术特征摘要】
1.一种大尺寸光学陀螺楔形腔的制备方法，其特征在于，
包括：
依次在Si晶元表面构建SiO2氧化层和掩膜层；
采用接触式紫外曝光的方式对所述掩膜层进行光刻曝光处理，清除掩膜层中的多余部分；
对所述SiO2氧化层进行BOE腐蚀，在掩膜层内侧形成SiO2楔形腔，随后清除附着在所述SiO2楔形腔表面的掩膜层；
采用XeF2气体对所述Si晶元表面进行刻蚀处理，在所述SiO2楔形腔内侧形成Si楔形腔。


2.根据权利要求1所述的大尺寸光学陀螺楔形腔的制备方法，其特征在于，
所述BOE腐蚀采用氟化氢缓冲溶液进行湿法腐蚀；
优选地，所述氟化氢缓冲溶液为氢氟酸和氟化铵的混合水溶液；
进一步优选地，所述BOE腐蚀的时间为8-10h。


3.根据权利要求2所述的大尺寸光学陀螺楔形腔的制备方法，其特征在于，
所述氟化氢缓冲溶液为48-50wt％的氢氟酸水溶液与38-42.5wt％的氟化铵水溶液按体积比为1：4.8-6.5的比例混合而成；
和/或，所述BOE腐蚀的时间为9h。


4.根据权利要求1或2所述的大尺寸光学陀螺楔形腔的制备方法，其特征在于，
所述掩膜层为AZ6130光刻胶；
优选地，所述掩膜层的厚度为3.75-4.18μm。


5.根据权利要求4所述的大尺寸光学陀螺楔形腔的制备方法，其特征在于，
所述紫外曝光的时间为9-12s；优选为10s。


6.根据权利要求1-5任一项所述的大尺寸光学陀螺楔形腔的制备方法，其特征在于，
所述SiO2氧化层的厚度为5-7.5μm；优选为6μm。


7.根据权利要求6所述的大尺寸光学陀螺楔形腔的制备方法，其特征在于，
还包括，
在构建所述掩膜层前，将表面设有SiO2氧化层...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙昊骋，王晨晟，耿安兵，胡文良，操琼，
申请(专利权)人：华中光电技术研究所中国船舶重工集团公司第七一七研究所，
类型：发明
国别省市：湖北;42