ES2221469T3 - Metodo de fabricacion de un giroscopo con estructura vibratoria. - Google Patents

Metodo de fabricacion de un giroscopo con estructura vibratoria.

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ES2221469T3 ES99962348T ES99962348T ES2221469T3 ES 2221469 T3 ES2221469 T3 ES 2221469T3 ES 99962348 T ES99962348 T ES 99962348T ES 99962348 T ES99962348 T ES 99962348T ES 2221469 T3 ES2221469 T3 ES 2221469T3
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Abstract

Un método de fabricación de un giroscopio de estructura vibratoria que tiene una estructura vibratoria anular de silicio sustancialmente planar o plana, medios capacitivos para impartir el movimiento de accionamiento y el movimiento de detección de la estructura vibratoria, y una capa de apantallamiento que rodea a los medios capacitivos, que incluye las operaciones de: depositar una primera capa de material fotorresistente en una superficie de una placa tal como sustrato de vidrio o de silicio, endurecer, hacer el diseño y revelar la primera capa fotorresistente para exponer áreas seleccionadas del sustrato, grabar dichas áreas expuestas del sustrato para formar cavidades en él, desmontar la primera capa restante de material fotorresistente de dicho sustrato de cavidad, unir una capa de silicio a la cavidad de dicha superficie del sustrato, depositar una capa de aluminio sobre la superficie de la capa de silicio más alejada de su superficie unida al sustrato, depositar una segunda capa dematerial fotorresistente sobre la superficie más exterior de la capa de aluminio con respecto a la capa de silicio, endurecer, hacer el diseño y revelar la segunda capa fotorresistente para exponer áreas seleccionadas de la capa de aluminio, grabar dichas áreas expuestas de la capa de aluminio para dejar sobre la capa de silicio regiones de aluminio que proporcionan almohadillas de unión para poner a tierra la capa de apantallamiento, almohadillas de unión que forman puntos de conexión para los medios de accionamiento y de detección capacitivos, y almohadillas de unión para conexión eléctrica a la estructura vibratoria anular de silicio sustancialmente planar, desmontar la segunda capa fotorresistente restante de la capa de aluminio, depositar una tercera capa de material fotorresistente sobre la capa de silicio sobre las regiones de la capa de aluminio depositadas restantes, endurecer, hacer el diseño y revelar la tercera capa de material fotorresistente para exponer áreas seleccionadas dela capa de silicio, grabar profundamente con iones reactivos las áreas seleccionadas expuestas de la capa de silicio para formar, a partir de la capa de silicio, los medios de accionamiento y de detección capacitivos, la capa de apantallamiento circundante y la estructura vibratoria anular sustancialmente planar montada por un cubo por encima de las cavidades del sustrato que permiten la oscilación sin restricciones de la estructura anular, y aislar eléctricamente los medios de accionamiento y de detección capacitivos, capa de apantallamiento y estructura vibratoria anular entre sí.

Description

Método de fabricación de un giróscopo con estructura vibratoria.
Este invento se refiere a un método para fabricar un giroscopio de estructura vibratoria que tiene una estructura vibratoria anular de silicio sustancialmente planar y medios capacitivos para impartir un movimiento de accionamiento y detectar el movimiento de la estructura vibratoria. Tal método de fabricación es particularmente adecuado para producir un giroscopio de estructura vibratoria por micromecanización.
Los giroscopios de estructura vibratoria micromecanizados son capaces de ser producidos en elevados volúmenes y a bajo coste unitario. Esto ha abierto una diversidad de nuevas áreas de aplicación comercial tales como los sistemas de control y navegación de los bastidores de automóviles y estabilización de cámaras de tipo "camcorder".
Los giroscopios de estructura vibratoria tradicionales pueden ser construidos usando una variedad de diseños de resonador. Estos incluyen vigas vibratorias, horquillas de sintonización, cilindros, envolventes semiesféricas y anillos. Debido a la naturaleza inherentemente planar de los procesos de micromecanización, no todas estas estructuras son adecuadas para la microfabricación. Las técnicas de tratamiento de obleas o discos proporcionan una elevada tolerancia dimensional y exactitudes de alineación en el plano de la oblea. Para estructuras anulares todo el movimiento de resonancia está en el plano del anillo y por tanto son estas dimensiones las que son más críticas para las prestaciones del dispositivo. Las estructuras anulares planares son así particularmente adecuadas para producción usando estos métodos y se conocen varios diseños. Estos incluyen los dispositivos accionados y detectados inductivamente descritos en los documentos EP-B-0619471, EP-A-0859219. Los documentos EP-A-0461761 y US-A-5547093 describen adicionalmente dispositivos que son accionados y detectados capacitivamente.
En los dispositivos inductivos previamente propuestos las estructuras del resonador son grabadas o atacadas químicamente a partir de obleas o discos de Silicio cristalino. Sin embargo, requieren la aplicación de un campo magnético para proporcionar las funciones de transductor. Esto es facilitado por el uso de un circuito magnético que incorpora un imán permanente y piezas polares conformadas. Estas deben ser construidas usando técnicas de fabricación tradicionales y requieren un montaje subsiguiente y una alineación exacta de la estructura del resonador. Esto limita el grado de miniaturización del dispositivo que es posible y añade una cantidad significativa al coste unitario.
El dispositivo descrito en el documento EP-B-0619471 es también grabado a partir de una oblea de silicio cristalino pero tiene la ventaja de que las estructuras de accionamiento y de transductor de captación son fabricadas utilizando técnicas tratamiento de obleas y montaje y no requieren que funcionen componentes no micromecanizados adicionales. El método de diseño y fabricación es así compatible con un tamaño de dispositivo significativamente menor que los dispositivos inductivos. El diseño emplea un apilamiento de tres obleas unidas que deben ser individualmente tratadas y exactamente alineadas. Las ganancias del transductor y, por tanto las prestaciones del dispositivo, dependerán de la profundidad de la cavidad formada entre las obleas. Aunque los procesos de microfabricación proporcionan una alineación y tolerancia exactas en el plano de la oblea, el control de dimensiones en este tercer eje es menos exacto dando como resultado una variabilidad inevitable en las características del dispositivo. Otra desventaja de este dispositivo es el gran número de operaciones de fabricación y la exigencia de un tratamiento de la oblea por los dos lados. Por ello, aunque este diseño da como resultado un dispositivo potencialmente pequeño que elimina el requisito de fabricación y montaje de componentes de circuito magnético, la compleja fabricación dará como resultado un elevado coste unitario.
El dispositivo descrito en el documento US 5.547.093 también tiene las estructuras de accionamiento y transductor de captación producidas utilizando técnicas de tratamiento de obleas y es capaz de fabricación en pequeño tamaño. Este diseño tiene la ventaja adicional de que los espacios críticos del transductor están en el plano de la oblea y así son exactamente controlados. Sin embargo, de modo diferente a los dispositivos previos el resonador en este caso se ha construido a partir de metal electroformado. Para los dispositivos grabados a partir de silicio cristalino, las propiedades mecánicas del material a partir del cual es formado el resonador no se ven afectadas por los procesos de fabricación. Las prestaciones de cualquier giroscopio de estructura vibratoria dependen críticamente de la naturaleza y estabilidad de las propiedades mecánicas del resonador. El silicio cristalino es capaz de soportar elevadas oscilaciones Q con características de resonancia que son estables a la temperatura y es así un material de resonador ideal. Los metales electroformados no son capaces de corresponder con el comportamiento elástico y casi perfecto y la uniformidad del silicio cristalino. A fin de optimizar la uniformidad del proceso de depósito es necesario mantener un tamaño de característica constante. Esto requiere que las anchuras del anillo y de las patas de soporte de la estructura vibratoria sean idénticas y restringe severamente la flexibilidad de diseño dimensional del resonador. El comportamiento modal de la estructura resultante será dominado por las patas de soporte del resonador que dan problemas de sensibilidad de montaje potenciales y que complican los procedimientos de equilibrado del modo. La fabricación de esta estructura es un procedimiento complejo que implica un gran número de operaciones de proceso que afectarán adversamente tanto al rendimiento de la oblea del dispositivo como a los costes de fabricación.
La solicitud de patente del Reino Unido Nº 9817347.9 describe una estructura vibratoria o resonador anular accionada capacitivamente y detectada que puede ser fabricada a partir de silicio cristalino a granel. Esta estructura está mostrada en vista en planta en la fig. 1.
Existe la necesidad de un método de fabricación de tal giroscopio a un grado de exactitud mejorado al tiempo que se asegura que la estructura vibratoria resultante preserva las propiedades mecánicas del Silicio.
De acuerdo con un aspecto del presente invento se ha proporcionado un método de fabricación de un giroscopio de estructura vibratoria que tiene una estructura vibratorio anular de silicio sustancialmente planar, medios capacitivos para impartir el movimiento de accionamiento y el movimiento de detección de la estructura vibratoria, y una capa de apantallamiento que rodea a los medios capacitivos, que incluye las operaciones de depositar una primera capa de material fotorresistente en una superficie de una placa como sustrato de vidrio o de silicio, endurecer, hacer el diseño y revelar la primera capa fotorresistente para exponer áreas seleccionadas del sustrato, grabar dichas áreas expuestas del sustrato para formar cavidades en ellas, separar el material fotorresistente de la primera capa restante del sustrato de cavidad, unir una capa de silicio a dicha superficie de cavidad del sustrato, depositar una capa de aluminio sobre la superficie de la capa de silicio más alejada de su superficie unida al sustrato, depositar una segunda capa de material fotorresistente sobre la superficie más exterior de la capa de aluminio con respecto a la capa de silicio, endurecer, hacer el diseño y revelar la segunda capa fotorresistente para exponer áreas seleccionadas de la capa de aluminio, grabar dichas áreas expuestas de la capa de aluminio para dejar sobre la capa de silicio regiones de aluminio que proporcionan almohadillas de unión para poner a tierra la capa de apantallamiento, almohadillas de unión que forman puntos de conexión para los medios de accionamiento y de detección capacitivos, y almohadillas de unión para conexión eléctrica a la estructura vibratoria anular de silicio sustancialmente planar, separar la segunda capa fotorresistente restante de la capa de aluminio, depositar una tercera capa de material fotorresistente sobre la capa de silicio sobre las regiones de la capa de aluminio depositadas restantes, endurecer, hacer el diseño y revelar la tercera capa de material fotorresistente para exponer área seleccionadas de la capa de silicio, grabar profundamente con iones reactivos las áreas seleccionadas expuestas de la capa de silicio para formar, a partir de la capa de silicio, los medios de accionamiento y de detección capacitivos, la capa circundante, y la estructura vibratoria anular sustancialmente planar montada por un cubo por encima de las cavidades del sustrato que permiten una oscilación sin restringir de la estructura anular, y aislar eléctricamente los medios de accionamiento y de detección capacitivos, capa de apantallamiento y estructura vibratoria anular entre sí.
Preferiblemente, el material fotorresistente es depositado mediante centrifugación y endurecido por cocción.
Áreas convenientemente seleccionadas del sustrato expuesto revelando la primera capa fotorresistente son grabadas mediante un proceso de grabado isotrópico en húmedo.
Ventajosamente el sustrato está hecho de vidrio al que se une la capa de silicio por unión anódica.
Alternativamente el sustrato está hecho de silicio térmicamente oxidado para producir una capa de óxido superficial a la que se une la capa de silicio mediante unión por fusión.
Convenientemente la capa de aluminio es unida a la capa de silicio por deposición o pulverización electrónica.
Ventajosamente las áreas expuestas de la capa de aluminio son grabadas mediante un proceso a base de ácido fosfórico.
Para una mejor comprensión del presente invento y para mostrar cómo puede ser llevado a efecto el mismo, se hará ahora referencia, a modo de ejemplo, a los dibujos adjuntos en los que:
La fig. 1 es una vista diagramática desde arriba de un giroscopio de estructura vibratoria o resonador anular accionada y detectada capacitivamente no de acuerdo con el invento como se ha descrito y reivindicado en la solicitud de patente del Reino Unido nº 9817347.9.
La fig. 2 es una vista en sección transversal correspondiente a la línea A-A de la fig. 1 que muestra una primera etapa en un método de acuerdo con el presente invento de fabricación de un giroscopio de acuerdo con la fig. 1.
La fig. 3 es una vista similar a la de la fig. 2 que muestra otra etapa en el método del presente invento.
La fig. 4 es una vista similar a la de las figs. 2 y 3 que muestra otra etapa en el método del presente invento, y
La fig. 5 es una vista en sección transversal por la línea A-A de la fig. 1 que muestra otra etapa en el método del presente invento.
El método de acuerdo con el presente invento de fabricación de un giroscopio de estructura vibratoria es adecuado para la fabricación de un giroscopio como se ha mostrado en la fig. 1 que tiene una estructura 1 vibratoria anular de silicio sustancialmente planar hecha de un resonador 2 anular de silicio sustancialmente planar soportado mediante patas 3 de soporte de silicio que se extienden hacia dentro desde el resonador anular 2 a un cubo 4 de silicio central. El giroscopio de la fig. 1 tiene medios 5 de accionamiento capacitivo para impartir el movimiento de accionamiento al resonador anular 2 y medios 6 de detección capacitivos para detectar y captar el movimiento del resonador anular 2. El dispositivo giroscópico incluye un sustrato 7 hecho de vidrio cuyo coeficiente de expansión térmica es hecho coincidir con el de una capa de silicio 8, véanse figs. 2 a 5, a fin de minimizar las tensiones inducidas térmicamente. Alternativamente el sustrato 7 puede estar hecho de silicio de tal modo que el coeficiente de expansión térmica coincida de modo exacto con el de la capa de silicio 8.
El método del presente invento para fabricar un giroscopio de estructura vibratoria de la clase mostrada en la fig. 1 incluye las operaciones de depositar una primera capa 9 de material fotorresistente sobre una superficie de la placa como sustrato 7 de vidrio o de silicio como se ha mostrado en la fig. 2 de los dibujos adjuntos. El material fotorresistente utilizado preferiblemente es un "material fotorresistente positivo" estándar en la industria tal como Shipley S1818SP16. Preferiblemente la primera capa fotorresistente 9 es depositada sobre el sustrato 7 por centrifugación. La primera capa fotorresistente 9 es a continuación endurecida tal como mediante cocción, diseñada utilizando una máscara de exposición y revelada para exponer áreas seleccionadas del sustrato 7 para el grabado subsiguiente. Las áreas expuestas del sustrato 7 son grabadas a continuación, tal como mediante un proceso de grabado isotrópico en húmedo, para formar cavidades 10, como se ha mostrado en la fig. 2, en el sustrato 7. Las cavidades 10 están conformadas para proporcionar una oscilación sin restricciones de las partes de las patas de soporte 3 y del resonador anular 2 del giroscopio que ha de ser subsiguientemente formado. Una profundidad de cavidad de 20 a 30 m es empleada típicamente y referencias de alineación, no mostradas, pueden también ser grabadas en el sustrato 7 para permitir una alineación de niveles de máscaras subsiguientes a las cavidades 10. La primera capa restante 9 es a continuación desmontada o separada del sustrato 7 de la cavidad.
Cuando el sustrato 7 está hecho de vidrio se une una oblea 8 de capa de dispositivo de silicio uniéndola anódicamente sobre la superficie de cavidad del sustrato 7. Esto se ha mostrado en la fig. 3. La capa 8 puede ser adelgazada al espesor deseado antes de unirla o puede ser adelgazada después de unirla. El proceso de unión anódica implica colocar el sustrato 7 y la capa 8 en contacto íntimo, calentar hasta aproximadamente 400ºC y aplicar un potencial de aproximadamente 1000 voltios entre el sustrato de vidrio 7 y la capa de silicio 8.
Alternativamente cuando el sustrato 7 está hecho de silicio, este es térmicamente oxidado para producir una capa de óxido superficial de aproximadamente 1 m y la superficie oxidada de la capa 8 es a continuación unida por fusión a la superficie de la cavidad del sustrato 7 de silicio. Este último proceso implica poner en contacto íntimamente las superficies de la capa 8 y del sustrato 7 y calentar hasta aproximadamente 600ºC. Este proceso requiere que las superficies de la capa 8 y del sustrato y 7 sean extremadamente planas y estén libres de contaminación superficial.
Las operaciones de metalización y grabado requieren que las máscaras para estas operaciones sean alineadas exactamente con las cavidades 10. Cuando se usa un sustrato de vidrio 7 las referencias de alineación serán visibles a través del lado inferior del par formado por la capa de silicio y el sustrato unidos. Las marcas de metalización y grabado pueden ser exactamente alineadas a estas referencias usando un alineador de doble lado. Cuando se usa un sustrato de silicio 7 no es posible ver características sobre la superficie unida. En este caso es necesario producir referencias de alineación en la superficie inferior del sustrato 7. Esto requiere el uso de un nivel de máscara adicional estando alineadas estas referencias, usar un alineador de doble lado, a las referencias de superficie de la cavidad.
Es posible evitar el uso de alineación de doble lado si las referencias de alineación sobre el sustrato 7 son expuestas a través de la capa 8. Esto requiere que la capa de silicio 8 sea grabada en la región situada alrededor de las situaciones de la referencia de alineación. Se requiere una máscara de grabado adicional siendo convenientemente retirado el silicio al utilizar un proceso de grabado isotrópico en seco. El área expuesta debe ser suficientemente grande para asegurar que las referencias de alineación están totalmente expuestas sin necesidad de una alineación exacta con la oblea del sustrato (por ejemplo un agujero de 4 mm x 4 mm). Al haber expuesto las referencias de alineación sobre la superficie del sustrato unida, puede emplearse una alineación por un solo lado para los subsiguientes niveles de máscara.
La siguiente operación en el método del presente invento implica la deposición de una capa de aluminio (no mostrada) sobre la superficie de la capa de silicio 8 más alejada de su superficie unida al sustrato 7. Preferiblemente el aluminio es depositado por deposición electrónica. Una segunda capa de material fotorresistente (no mostrada) es a continuación depositada sobre la superficie más exterior de la capa de aluminio con respecto a la capa de silicio 8 preferiblemente por centrifugación, endurecida, preferiblemente por cocción, diseñada y revelada para exponer áreas seleccionadas de la capa de aluminio. Las áreas expuestas de la capa de aluminio son a continuación grabadas preferiblemente utilizando un proceso a base de ácido fosfórico, para dejar en la capa de silicio 8 regiones de aluminio que proporcionan almohadillas de unión como se ha mostrado en la fig. 4 de los dibujos adjuntos.
De este modo una almohadilla de unión 11 está prevista para poner en contacto una capa de apantallamiento a potencial de tierra con almohadillas de unión adicionales 12 y 13 para conexión de lugares (detección) de accionamiento y captación respectivamente a circuitos exteriores (no mostrados). Otra almohadilla de unión 14 está prevista para conexión eléctrica del resonador anular 2.
La segunda capa fotorresistente restante es a continuación desmontada de la capa de aluminio es decir de las almohadillas de unión 11, 12, 13 y 14 y una tercera capa de material fotorresistente es depositada, preferiblemente por centrifugación sobre la superficie expuesta de la capa de silicio 8 sobre las almohadillas de unión 11, 12, 13 y 14 de aluminio depositado. La tercera capa de material fotorresistente es a continuación endurecida, preferiblemente por cocción, diseñada y revelada para exponer áreas seleccionadas de la capa de silicio 8. Una máscara de grabado está alineada con las referencias de alineación de la cavidad sobre el sustrato 7 antes de que la tercera capa de material fotorresistente ser expuesta y revelada. El grabado profundo con iones reactivos es realizado sobre las áreas seleccionadas expuestas de la capa de silicio 8 para formar a partir de ellas la estructura vibratoria anular sustancialmente planar, en particular las patas de soporte 3 y el resonador anular 2 montado en el cubo 4 por encima de las cavidades 10 del sustrato, los medios de accionamiento y detección capacitivos 5, 6 y una capa de apantallamiento 15 que rodea el resonador 2 y los medios de accionamiento y detección 5, 6, como se ha mostrado en las figs. 1 y 5 de los dibujos adjuntos. El montaje de estas estructuras sobre la superficie del sustrato aislante 7 aísla eléctricamente las estructuras individuales entre sí. El grabado es realizado utilizando un proceso de grabado profundo con iones reactivos de propietario (DRIE) que es capaz de producir zanjas o surcos estrechos profundos 14, con relaciones de aspecto de hasta aproximadamente 40:1, en silicio con paredes laterales casi verticales. El proceso de grabado implica la separación de un grabado químico espontáneo de silicio por plasma a base de fluoruro y el pasivado de la pared lateral de la característica que es grabada por una operación de pasivado de fluoropolímero. Alternando las operaciones bajo control por ordenador pueden producirse características de paredes verticales en el silicio con una elevada exactitud y calidad.
La velocidad de grabado para silicio es considerablemente mayor que para vidrio y así el sustrato 7 de vidrio actuará como un tope de grabado. Este dejará las almohadillas de accionamiento 12 y almohadillas de captación 13 unidas al sustrato 7 mediante la capa de silicio 8 y aisladas eléctricamente de la capa de apantallamiento circundante 15. El material fotorresistente de la tercera capa restante es a continuación desmontado de la capa de aluminio.
En funcionamiento, el movimiento del giroscopio es excitado y controlado por medio de tensiones oscilantes aplicadas, a la frecuencia resonante, a los lugares 5 de accionamiento capacitivo. El movimiento anular resultante es detectado mediante el flujo de corriente a través de los espacios del condensador de captación. Se producen errores de prestaciones del giroscopio si las señales de accionamiento se acoplan capacitivamente a las captadas dando origen a señales espurias. Este acoplamiento puede ser minimizado por medio de la capa de apantalla miento 15 que rodea cada lugar capacitivo en todos los lados en el plano de la capa 8 excepto en el que mira al resonador anular 2. La capa de apantallamiento 15 está conectada exteriormente a potencial de tierra mediante la almohadilla 11 de unión de alambre sobre la superficie superior.
Cuando el sustrato 7 es silicio, existe un camino de acoplamiento capacitivo adicional debido a la conductividad finita del material de la capa 8. La señal de accionamiento puede acoplarse en el sustrato 7 que está solamente separado de la superficie inferior de los condensadores de accionamiento por la delgada capa de óxido (aproximadamente 1 m) entre la capa 8 y la capa 7. Esta puede a su vez acoplarse de nuevo a los lugares del condensador de captación. Este mecanismo de acoplamiento puede ser eliminado conectando eléctricamente el sustrato 7 a tierra. Si el conjunto 2 está montado en una lata metálica (no mostrada) entonces puede ser convenientemente conseguido poniendo en contacto directamente la superficie inferior del sustrato con la superficie de la lata, por ejemplo, usando resina epoxídica conductora. La lata puede a continuación ser conectada a tierra mediante los circuitos exteriores. Cuando esto no es conveniente, la conexión a la superficie superior por medio de una unión de alambre puede ser facilitada con alguna modificación al tratamiento. Esto requiere que se graben agujeros de acceso adicionales en la capa de apantallamiento 15 en las esquinas del sustrato 7 que puede ser conseguido por modificación a la máscara de grabado. El óxido expuesto en la parte inferior de estos agujeros es eliminado por medio de un proceso de grabado en seco selectivo de óxido exponiendo así la superficie de sustrato conductor. A fin de facilitar conexión eléctrica al sustrato 7 se requiere una operación adicional al proceso de metalización. Un metal tal como aluminio puede ser a continuación depositado sobre la superficie de los agujeros utilizando una técnica simple de máscara de sombras. La conexión a tierra puede ser hecha a continuación por medio de una unión de alambre entre la superficie del agujero metalizado y las almohadillas 11 de unión de capa de apantallamiento.
Pueden hacerse una pluralidad de dispositivos giroscópicos sobre un único sustrato de vidrio o silicio y ser separados después del tratamiento por corte. Alternativamente pueden ser serradas zanjas o surcos en el sustrato 7 a una profundidad suficiente para permitir el hendido subsiguiente a lo largo de las líneas de aserrado para separar lo dispositivos individuales. Esto es hecho convenientemente inmediatamente después de unir la capa 8 y el sustrato 7. Esto tiene la ventaja de que los desechos creados durante el proceso de aserrado aparecen antes del grabado de las zanjas estrechas 14. El proceso de hendido no producirá desechos y reduce así el riesgo de obstruir las zanjas 14 y por tanto impedir la libre oscilación del resonador anular 2.
El método de fabricación del invento da como resultado una estructura que preserva las propiedades mecánicas de la capa de silicio 8. Las tolerancias dimensionales críticas del resonador y espacios del transductor de accionamiento y captación 14 están todas definidas en el plano de la capa 8. Estas estructuras puede ser fabricadas con un elevado grado de exactitud utilizando técnicas de enmascaramiento estándar y de grabado profundo con iones reactivos. Estas técnicas son totalmente compatibles con la fabricación de pequeños tamaños de dispositivos giroscópicos pero también pueden ser aplicadas a la fabricación de dispositivos de una amplia gama de dimensiones sin modificación significativa. El método proporciona adicionalmente medios para un tratamiento de un solo lado con un número mínimo de operaciones de proceso que da un elevado rendimiento, bajo coste, ruta de fabricación.

Claims (7)

1. Un método de fabricación de un giroscopio de estructura vibratoria que tiene una estructura vibratoria anular de silicio sustancialmente planar o plana, medios capacitivos para impartir el movimiento de accionamiento y el movimiento de detección de la estructura vibratoria, y una capa de apantallamiento que rodea a los medios capacitivos, que incluye las operaciones de: depositar una primera capa de material fotorresistente en una superficie de una placa tal como sustrato de vidrio o de silicio, endurecer, hacer el diseño y revelar la primera capa fotorresistente para exponer áreas seleccionadas del sustrato, grabar dichas áreas expuestas del sustrato para formar cavidades en él, desmontar la primera capa restante de material fotorresistente de dicho sustrato de cavidad, unir una capa de silicio a la cavidad de dicha superficie del sustrato, depositar una capa de aluminio sobre la superficie de la capa de silicio más alejada de su superficie unida al sustrato, depositar una segunda capa de material fotorresistente sobre la superficie más exterior de la capa de aluminio con respecto a la capa de silicio, endurecer, hacer el diseño y revelar la segunda capa fotorresistente para exponer áreas seleccionadas de la capa de aluminio, grabar dichas áreas expuestas de la capa de aluminio para dejar sobre la capa de silicio regiones de aluminio que proporcionan almohadillas de unión para poner a tierra la capa de apantallamiento, almohadillas de unión que forman puntos de conexión para los medios de accionamiento y de detección capacitivos, y almohadillas de unión para conexión eléctrica a la estructura vibratoria anular de silicio sustancialmente planar, desmontar la segunda capa fotorresistente restante de la capa de aluminio, depositar una tercera capa de material fotorresistente sobre la capa de silicio sobre las regiones de la capa de aluminio depositadas restantes, endurecer, hacer el diseño y revelar la tercera capa de material fotorresistente para exponer áreas seleccionadas de la capa de silicio, grabar profundamente con iones reactivos las áreas seleccionadas expuestas de la capa de silicio para formar, a partir de la capa de silicio, los medios de accionamiento y de detección capacitivos, la capa de apantallamiento circundante y la estructura vibratoria anular sustancialmente planar montada por un cubo por encima de las cavidades del sustrato que permiten la oscilación sin restricciones de la estructura anular, y aislar eléctricamente los medios de accionamiento y de detección capacitivos, capa de apantallamiento y estructura vibratoria anular entre sí.
2. Un método según la reivindicación 1ª, en el que el material fotorresistente es depositado por centrifugación y endurecido por cocción.
3. Un método según la reivindicación 1ª ó 2ª, en el que áreas seleccionadas del sustrato expuestas revelando la primera capa fotorresistente son grabadas mediante un proceso de grabado isotrópico en húmedo.
4. Un método según cualquiera de las reivindicaciones 1ª a 3ª, en el que el sustrato está hecho de vidrio al que es unida la capa de silicio por unión anódica.
5. Un método según cualquiera de las reivindicaciones 1ª a 3ª, en el que el sustrato está hecho de silicio oxidado térmicamente para producir una capa de óxido superficial a la que es unida la capa de silicio mediante unión por fusión.
6. Un método según cualquiera de las reivindicaciones 1ª a 5ª, en el que la capa de aluminio está unida a la capa de silicio por deposición electrónica.
7. Un método según cualquiera de las reivindicaciones 1ª a 6ª, en el que las áreas expuestas de la capa de aluminio son grabadas por un proceso a base de ácido fosfórico.
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