金刚石半球谐振微陀螺的结构设计与制备方法

作     者：谷留涛 张卫平 刘朝阳 张雷 龚成 向浩 GU Liutao;ZHANG Weiping;LIU Zhaoyang;ZHANG Lei;GONG Cheng;XIANG Hao

作者机构：微米/纳米加工技术国家级重点实验室薄膜与微细技术教育部重点实验室上海交通大学电子信息与电气工程学院微纳电子学系上海200240 上海自主智能无人系统科学中心同济大学上海201210 中国电子科技集团公司第五十研究所上海200331 中国科学院上海微系统与信息技术研究所上海200050 

出 版 物：《传感器与微系统》 (Transducer and Microsystem Technologies)

年 卷 期：2021年第40卷第6期

页      面：8-10页

学科分类：08[工学] 081101[工学-控制理论与控制工程] 0811[工学-控制科学与工程] 081102[工学-检测技术与自动化装置] 

基　　金：国家自然科学基金资助项目 微米纳米加工技术国家级重点实验室基金资助项目 国家教育部新世纪优秀人才支持计划 国家重点研发计划资助项目 上海市科委项目 

主　　题：半球微陀螺 微机电系统(MEMS) 有限元分析 工作模态 金刚石 

摘      要：提出了一种新的金刚石半球微陀螺结构,应用Comsol有限元分析软件建立了该振动结构的有限元模型,分别进行了模态分析、谐响应分析仿真.模态分析仿真结果表明:该结构工作模态的频差为76 Hz,工作模态与寄生模态固有频率最小差值为37045 Hz;谐响应分析表明,在0°方向上陀螺工作模态的振动频率为26593 Hz,最大位移为0.021 μm,在45°方向上陀螺工作模态的振动频率为26669 Hz,最大位移为0.0064 μm.随后提出了一种自对准制造工艺,使用该工艺制造16个均匀分布在半球壳外部的集成金刚石电极的方法,可确保整个网周的电容间隙均匀.