專利名稱：：水平姿態(tài)敏感芯片及其制造方法、水平姿態(tài)傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及載體的水平姿態(tài)測(cè)量
技術(shù)領(lǐng)域：
，尤其涉及一種水平姿態(tài)敏感芯片及其制造方法和微;jt幾械氣體擺式水平姿態(tài)傳感器。
背景技術(shù)：
：常用的水平姿態(tài)傳感器有固體擺式、液體擺式。這兩種擺式水平姿態(tài)傳感器都不同程度地存在結(jié)構(gòu)復(fù)雜、抗沖擊性能較差和響應(yīng)時(shí)間長等缺點(diǎn)。本申請(qǐng)人向中國專利局提交的專利申請(qǐng)?zhí)?3216480.3發(fā)明中提出了一種采用"氣體擺"代替"固體擺"或"液體擺"的一維氣體擺式水平姿態(tài)傳感器。這種水平姿態(tài)敏感元件一般采用單腔雙絲結(jié)構(gòu)，在密閉腔體內(nèi)有兩個(gè)熱敏絲，通以恒定電流。熱敏絲既作為熱源加熱腔體內(nèi)的氣體，同時(shí)，熱敏絲又作為檢測(cè)元件，兩熱敏絲構(gòu)成信號(hào)檢測(cè)電橋的兩臂。當(dāng)一維氣體擺式水平姿態(tài)敏感元件處于水平狀態(tài)時(shí)，兩熱敏絲所產(chǎn)生的熱氣流均豎直向上，二者處在同一等溫線上，兩熱敏絲的阻值相等，電橋平衡，檢測(cè)電路輸出電壓為零。當(dāng)敏感腔體相對(duì)水平面傾斜一角度時(shí)，兩熱敏絲分別處在不同的等溫線上，熱敏元件阻值發(fā)生不同變化，兩熱敏絲的阻值不等，電橋失去平衡，輸出與傾斜角成比例的電壓。但是一維結(jié)構(gòu)水平姿態(tài)敏感元件，只能敏感一個(gè)方向上的水平姿態(tài)。如果需要測(cè)量二維水平姿態(tài)，則需要利用兩個(gè)傳感器垂直安裝，體積比一維的大很多；同時(shí)由于垂直安裝的難度大，往往兩軸的交叉耦合較大。此外，熱敏絲同時(shí)起檢測(cè)溫度和加熱作用，為了保證熱敏絲有足夠高的靈敏度和腔體溫度，通常流過熱敏絲的電流較大，熱敏絲的溫度高，熱敏絲的檢測(cè)性能下降，使傳感器的穩(wěn)定性變差。為了提高性能，降低成本，縮小體積，中國電子科技集團(tuán)公司第十三研究所發(fā)表了"微機(jī)械熱對(duì)流加速度傳感器可靠性研究"(微電子技術(shù)，2003，第7/8期，M7320頁)，文中列出絲的阻值在~1000Q之間。河北半導(dǎo)體所報(bào)道的"微機(jī)械熱對(duì)流加速度計(jì)"所采用的工藝(半導(dǎo)體學(xué)報(bào)，2001年，第22巻，第4期，465~468頁)是在(100)Si上熱生長一層SK)2，再淀積一層多晶硅，然后光刻，并對(duì)多晶硅進(jìn)行硼擴(kuò)散形成電阻條，最后淀積一層氮化硅(SiNx)，構(gòu)成多晶硅熱敏電阻和熱電阻。
發(fā)明內(nèi)容有鑒于此，本發(fā)明要解決的一個(gè)技術(shù)問題是提供一種測(cè)量準(zhǔn)確度高的氣體擺式水平姿態(tài)敏感芯片。本發(fā)明提供的氣體擺式水平姿態(tài)敏感芯片，包括半導(dǎo)體村底；形成于所述半導(dǎo)體襯底的表面上的兩組懸梁熱敏絲，每組熱敏絲包括兩條相互平行的熱敏絲，兩組熱敏絲之間相互垂直；在所述熱敏絲的兩端形成的電極。進(jìn)一步，本發(fā)明的水平姿態(tài)敏感芯片還包括形成于所述半導(dǎo)體襯底的表面上的懸梁加熱絲，所述加熱絲設(shè)置在同組熱敏絲的對(duì)稱位置；在所述加熱絲的兩端形成的電極。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，兩組熱敏絲構(gòu)成長方形，兩組熱敏絲共用一條加熱絲，加熱絲位于長方形的對(duì)角線上。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，每組熱敏絲具有一條加熱絲，加熱絲位于同組的兩條熱敏絲的中間位置。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，半導(dǎo)體襯底為硅村底，所述熱敏絲和加熱絲主要由Pt組成。熱敏絲和加熱絲的寬度為40~60jLim，長度為1200~1600iam，絲間距為500~1000pm。本發(fā)明要解決的另一技術(shù)問題是提供一種微機(jī)械氣體擺式水平姿態(tài)傳感器。本發(fā)明提供的微機(jī)械氣體擺式水平姿態(tài)傳感器，包括外殼、底座、角速度陀螺、信號(hào)處理電路、包括上述水平姿態(tài)敏感芯片的敏感元件。該敏感芯片和角速度陀螺固定在底座上。該敏感芯片輸出傾角信號(hào)到所述信號(hào)處理電路，該角速度陀螺輸出角速度信號(hào)到所述信號(hào)處理電路，所述信號(hào)處理電路對(duì)所述傾角信號(hào)和所述角速度信號(hào)進(jìn)行處理，輸出水平姿態(tài)電壓信號(hào)。本發(fā)明要解決的另一技術(shù)問題是提供一種半導(dǎo)體芯片制造方法。本發(fā)明提供的半導(dǎo)體芯片的制造方法，包括步驟在半導(dǎo)體襯底的表面上形成掩層；在所述掩層上形成熱敏絲和加熱絲；在所述熱敏絲和加熱絲的端部形成電極；通過干法和濕法相結(jié)合刻蝕所述熱敏絲和加熱絲所在區(qū)域的所述半導(dǎo)體襯底形成懸梁。進(jìn)一步，上述掩層上形成熱敏絲和加熱絲的步驟包括通過光刻在所述掩層上形成第一圖案；通過濺射或者蒸發(fā)在所述第一圖案上形成由金屬或者合金組成的熱敏絲和加熱絲。在所述熱敏絲和加熱絲的端部形成電極的步驟包括通過光刻在所述半導(dǎo)體表面形成第二圖案；通過蒸發(fā)在所述第二圖案上形成電極，所述電極位于所述熱敏絲和加熱絲的端部。上述形成懸梁的步驟包括通過光刻在所述半導(dǎo)體表面的所述熱敏絲和加熱絲周圍形成第三圖案；通過干法刻蝕形成熱敏絲柱和加熱絲柱；通過濕法刻蝕形成懸梁熱敏絲和懸梁加熱絲。更進(jìn)一步，還包括步驟對(duì)所述半導(dǎo)體芯片進(jìn)行30080(TC的熱處理。本發(fā)明提供的氣體擺式水平姿態(tài)敏感芯片，通過微機(jī)械加工工藝制作，熱敏絲的平行度和垂直度精度高，從而可以實(shí)現(xiàn)更高的測(cè)量準(zhǔn)確度。圖1為孩t機(jī)械氣體擺式水平姿態(tài)傳感器的工作原理示意圖；圖2為根據(jù)本發(fā)明的氣體擺式水平姿態(tài)敏感芯片的一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖3為根據(jù)本發(fā)明的水平姿態(tài)敏感芯片的另一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖4為根據(jù)本發(fā)明的水平姿態(tài)敏感芯片的又一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖5a為矩形結(jié)構(gòu)水平姿態(tài)敏感元件的示意圖；圖5b為半圃形結(jié)構(gòu)水平姿態(tài)敏感元件的示意圖；圖6為根據(jù)本發(fā)明的氣體擺式水平姿態(tài)敏感芯片的制造方法的一個(gè)實(shí)施例的流程圓；圖7為根據(jù)本發(fā)明的水平姿態(tài)敏感芯片的制造方法的另一實(shí)施例的流程圖8為第一次光刻所用的掩模版的示意圖；圖9a為第二次光刻所用的掩模版的示意圖；圖9b為第三次光刻所用的掩模版的示意圖10為微機(jī)械氣體擺式水平姿態(tài)傳感器的芯片懸梁制作過程中芯片的部分位置的截面圖11為微機(jī)械氣體擺式水平姿態(tài)敏感元件的封裝測(cè)試的流程圖；圖12為微機(jī)械氣體擺式水平姿態(tài)傳感器信號(hào)獲取電路的結(jié)構(gòu)示意圖13為微;Wfe氣體擺式水平姿態(tài)傳感器的結(jié)構(gòu)示意圖14為微機(jī)械氣體擺式水平姿態(tài)傳感器信號(hào)處理電路原理圖。具體實(shí)施例方式下面參照附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行更全面的描述，其中說明本發(fā)明的示例性實(shí)施例。圖1為微機(jī)械氣體擺式水平姿態(tài)傳感器的工作原理示意圖。其原理是利用密閉腔體中自然對(duì)流氣體的擺特性，在密閉的腔體內(nèi)，設(shè)置兩根相互平行的熱敏絲作為電橋的兩個(gè)橋臂。其中IO表示熱源，11表示熱敏絲所在的平面的法線，12表示氣流的方向。如圖la所示，當(dāng)傳感器水平放置時(shí)，熱氣流垂直熱敏絲所在的平面向上，此時(shí)，兩根熱敏絲吸收的熱量相同，溫度也相同，電橋達(dá)到平衡。如圖lb所示，當(dāng)傳感器傾斜角e時(shí)，熱氣流由于擺的特性仍然保持垂直向上，但偏離熱敏絲所在平面的法線方向一個(gè)傾角0，從而熱敏絲吸收的熱量不一樣，溫度也不同，導(dǎo)致電橋失去平衡，輸出與傾角成正比的電壓信號(hào)V0=K6(1)上式中K為比例系數(shù)(mv/°)。傾角敏感方向相反時(shí)，輸出的電壓符號(hào)也相反。圖2為根據(jù)本發(fā)明的氣體擺式水平姿態(tài)敏感芯片的一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖2所示，水平姿態(tài)敏感芯片包括作為襯底的硅片20、在硅片20上形成的兩組相互垂直的熱敏絲21、加熱絲22、在熱敏絲和加熱絲的兩端形成的電極23、在每組熱敏絲下方形成的腔體24和25。箭頭26和27分別表示每組熱敏絲的敏感軸(指平行于熱敏絲的方向)，繞軸可以做一定正反角度傾斜。通過圖2所示的結(jié)構(gòu)能測(cè)量互相垂直的兩個(gè)方向的傾角。熱敏絲和加熱絲可以主要由鉑(Pt)組成，也可以采用鉑-銠、鎳-鉻-鋁等熱敏電阻材料或者合金。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，熱敏絲和加熱絲的寬度為4060jam，長度為1200~1600jam，絲間距為500~1000pm。圖3為示出根據(jù)本發(fā)明的水平姿態(tài)敏感芯片的另一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。在該實(shí)施例中，兩組熱敏絲共用同一條加熱絲。如圖3所示，L、W分別表示芯片長度方向和寬度方向，即X軸和Y軸方向。圖中水平姿態(tài)敏感芯片包括襯底30、在襯底上形成的電極31、加熱絲32、芯片寬度方向上的熱敏絲33和34、芯片長度方向上的熱敏絲35和36。同組的熱敏絲平行放置，不同組的熱敏絲相互垂直。兩組熱敏絲共用同一加熱絲32，加熱絲處于熱敏絲的對(duì)稱位置。例如四條熱敏絲組成長方形(例如，正方形)，加熱絲處于長方形的對(duì)角線位置。熱敏絲和加熱絲都通過制作工藝形成懸梁結(jié)構(gòu)，襯底在熱敏絲和加熱絲的下方形成腔體。襯底上的電極31可以主要由金、銀、銅和鋁等金屬組成，也可以由合金組成。村底除了采用硅，也可以釆用鍺、硒等。圖4為根據(jù)本發(fā)明的水平姿態(tài)敏感芯片的又一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖4所示，L、W分別表示芯片長度方向和寬度方向，圖中水平姿態(tài)敏感芯片包括襯底40、在襯底上形成的電極41、芯片寬度方向上的熱敏絲43、44和加熱絲42、芯片長度方向上的熱敏絲46、47和加熱絲45。同組的熱敏絲、加熱絲相互平行，不同組的熱敏絲、加熱絲相互垂直。加熱絲42位于熱敏絲43和44的中間位置，加熱絲45位于熱敏絲46、47的中間位置。熱敏絲和加熱絲都通過制作工藝形成懸梁結(jié)構(gòu)，在熱敏絲和加熱絲所在區(qū)域的襯底上形成腔體。使用加熱絲可以加大輸出信號(hào)，縮短穩(wěn)定時(shí)間。如果不使用加熱絲，各組熱敏絲信號(hào)輸出較小。在同樣傾斜角度下，有加熱絲和沒有加熱絲輸出信號(hào)相比較，前者輸出信號(hào)比后者的輸出信號(hào)靈敏度提高6~8倍。在相同空間的傳感器芯片，有否加熱絲，輸出電壓的穩(wěn)定時(shí)間不一樣，加熱絲能使輸出電壓的穩(wěn)定時(shí)間縮短。熱敏絲電阻Rl和加熱絲電阻R2可以表示如下Rl=pA(2)R2=p&(3)其中p為Pt的電阻率；L2分別為熱敏絲和加熱絲長度；S2分別為熱敏絲和加熱絲的橫截面積。在熱敏絲和加熱絲橫截面為長方形的情況下，S=WxH，即橫截面積等于長度和寬度的乘積。由式(2)和式(3)計(jì)算所需的電阻值，既要考慮微機(jī)械加工的可能性和絲的機(jī)械特性，同時(shí)也要考慮能獲得需要的輸出信號(hào)。因此，熱敏絲和加熱絲的較佳尺寸要通過實(shí)驗(yàn)確定。Pt熱敏絲和加熱絲比較細(xì)長，可以在高于工作電壓下對(duì)其進(jìn)行長時(shí)間的老化，以增加其工作的穩(wěn)定性。在通電工作之前，對(duì)芯片在300~800。C進(jìn)行熱處理2h(2小時(shí))，以改善熱敏絲和加熱絲的晶粒排列，增加其芯片的工作穩(wěn)定性。下表1列出兩組絲通電工作40h的實(shí)驗(yàn)結(jié)果<table>tableseeoriginaldocumentpage11</column></row><table>表l從表1可看出，經(jīng)40h的連續(xù)通電工作，絲上的電壓變化〈±0.3%,說明加熱絲和熱敏絲在工作溫度相同的條件下，阻值變化很小，傳感器的穩(wěn)定性好。分別把單加熱絲和雙加熱絲的芯片放在同樣的外殼內(nèi)，在相同條件下，單加熱絲芯片比雙加熱絲芯片輸出信號(hào)靈敏度約小20~30%?？梢詫⑺阶藨B(tài)敏感芯片安裝在不同的腔體內(nèi)。圖5為腔體的實(shí)施例，其中圖5a為矩形結(jié)構(gòu)的腔體，內(nèi)部空間尺寸為2cmxl.8cmx0.4cm，體積為1.44cm3。圖5b是半圓形結(jié)構(gòu)的腔體，腔體直徑0.7cm,高0.5cm,體積為0.77cm3。下表2示出了在采用一級(jí)放大的同種檢測(cè)電路、加熱絲在不同的偏置電壓情況下，不同腔體結(jié)構(gòu)輸出信號(hào)(傾斜±80°)的測(cè)試結(jié)果<table>tableseeoriginaldocumentpage11</column></row><table>表2從表2的數(shù)據(jù)可看出，不同形狀和不同體積的腔體結(jié)構(gòu)，對(duì)輸出信號(hào)影響不大。圖6為根據(jù)本發(fā)明的氣體擺式水平姿態(tài)敏感芯片的制造方法的一個(gè)實(shí)施例的流程圖。如圖6所示，在步驟601，在半導(dǎo)體襯底上形成掩層。例如，在襯底為(100)硅片時(shí)，在硅片表面生長Si02，從而在硅片表面形成掩膜，保護(hù)>^面，為后面的加工工藝提供加工條件。在步驟603,在掩層上形成熱敏絲和加熱絲。利用光刻在掩層上形成的圖案，通過濺射或蒸發(fā)工藝在掩層上沉積金屬(例如鉑等)或合金(鉑銠、鎳鉻鋁等)形成熱敏絲和加熱絲。在步驟605，在熱敏絲和加熱絲的端部形成電極。利用光刻在芯片表面形成電極圖案，通過濺射形成電極。濺射的材料可以是金、銀、銅和鋁等金屬或者合金。也可以通過蒸發(fā)的方式形成電極。在步驟607,采用干法刻蝕形成熱敏絲柱和加熱絲柱。在步驟609，通過濕法蝕刻在熱敏絲和加熱絲下方的襯底的區(qū)域形成懸梁結(jié)構(gòu)。經(jīng)過該步加工后，在熱敏絲和加熱絲的下方區(qū)域形成腔體，熱敏絲和加熱絲形成懸梁結(jié)構(gòu)。圖7為根據(jù)本發(fā)明的水平姿態(tài)敏感芯片的制造方法的另一實(shí)施例的流程圖。如圖7所示，在步驟701，在選取的硅片表面通過氧化形成二氣化硅層，可以在形成二氧化硅層前對(duì)硅片進(jìn)行清洗。氣化后的硅片表面的在(A-A)和(B-B)處的截面圖如圖10(a)所示。在步驟703、705，使用第一掩模版對(duì)硅片表面進(jìn)行第一次光刻，所使用的掩模版如圖8所示，在步驟705完成鍍Ti和Pt。形成(A-A)和(B-B)處的截面圖，如圖10(b)所示。鍍Ti起打底的作用，可以增強(qiáng)Pt和Si02的結(jié)合。在步驟707、709，使用第二掩模版對(duì)硅片表面進(jìn)行第二次光刻，所使用的掩模版如困9a所示，通過濺射在硅片表面的圖案上形成由Ti、Au構(gòu)成的與熱敏絲和加熱絲相對(duì)應(yīng)的電極。賊射的材料也可以是如銅、鋁、銀等其他的金屬或者其他合金材料。鍍Ti和Au后，硅片表面的在(A-A)和(B-B)處的截面圖如圖lO(c)所示，在步驟711,使用第三掩模版對(duì)硅片表面進(jìn)行第三次光刻，在硅片表面形成對(duì)應(yīng)的圖案。所使用的掩模版如圖9b所示。在步驟713，進(jìn)行干法深刻蝕?？涛g深度可以為100~140ym。經(jīng)過干法深刻蝕后對(duì)應(yīng)的硅片表面的情況如圖10(d)所示。進(jìn)行深刻蝕為后面的懸梁加工打下J^出。在步驟715，經(jīng)過濕法刻蝕形成懸梁結(jié)構(gòu)。所得到的對(duì)應(yīng)的懸梁情況如圖10(e)(A-A)截面所示。選擇合適的進(jìn)刀速度、劃片寬度及水流速度，將硅片切割成小芯片。可以在形成懸梁結(jié)構(gòu)后根據(jù)條件對(duì)半導(dǎo)體芯片進(jìn)行切片。也可以在步驟715之前對(duì)半導(dǎo)體芯片進(jìn)行切片，從而提高成品率。圖11為對(duì)切片完成后的水平姿態(tài)敏感芯片進(jìn)行封裝測(cè)試的流程圖。如圖11所示，在步驟1101,對(duì)切片完成后的芯片進(jìn)行分檢。在步驟1103，選擇粘結(jié)膠，將芯片粘結(jié)到殼體上。在步驟1105，將電極和導(dǎo)線連接，進(jìn)行焊接裝配。在步驟1107，將封裝好的芯片連接到后端電路，進(jìn)行配電路調(diào)試。在步驟1109，利用儀器設(shè)備對(duì)封裝好的敏感元件進(jìn)行性能測(cè)試。圖12為根據(jù)本發(fā)明的水平姿態(tài)傳感器信號(hào)獲取電路的電路圖。如圖12所示，該獲取信號(hào)的電路包括傾角傳感器121、一亂改大器122、二亂故大器123、和補(bǔ)償電路124。其中，傾角傳感器121包括由熱敏絲構(gòu)成的電阻1210和由加熱絲構(gòu)成的電阻1211。熱敏絲構(gòu)成的電阻1210與外界的兩個(gè)參考電阻R構(gòu)成電橋，當(dāng)傳感器相對(duì)于水平面傾斜時(shí)，電橋上兩根熱敏絲因感應(yīng)的溫度不同而使電橋失去平衡，輸出一個(gè)與水平姿態(tài)傾斜角相對(duì)應(yīng)的電壓信號(hào)。一級(jí)放大器122和二級(jí)放大器123分別包括運(yùn)算放大器1221和1231，對(duì)傾角傳感器121輸出的電壓信號(hào)進(jìn)行放大，調(diào)到一定Vo供補(bǔ)償所用。最后輸出的是表示傾角0的電圖13為根據(jù)本發(fā)明的微機(jī)械氣體擺式水平姿態(tài)傳感器的一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖13所示，該傳感器包括底座131、水平姿態(tài)敏感元件132、角速度陀螺133、信號(hào)處理電路134、外殼135和插座136。其中的水平姿態(tài)敏感元件132由本發(fā)明的水平姿態(tài)敏感芯片封裝而成。水平姿態(tài)敏感元件132用于輸出傾角電壓到信號(hào)處理電路134。角速度陀螺133用于輸出角速度電壓到信號(hào)處理電路134。信號(hào)處理電路134對(duì)收到的傾角電壓和角速度電壓進(jìn)行處理，經(jīng)過信號(hào)處理可得到二維和全方位水平姿態(tài)輸出電壓，輸出消除干擾后的傾角電壓，以及角速度電壓。這樣，將微機(jī)械水平姿態(tài)傳感器與微機(jī)械角速度陀螺組合在一起，利用陀螺消除動(dòng)基座擾動(dòng)，即可獲得消除動(dòng)基座擾動(dòng)的水平姿態(tài)輸出。圖14為根據(jù)本發(fā)明的微機(jī)械氣體擺式水平姿態(tài)傳感器信號(hào)處理電路原理圖。如圖14所示，該電路包括二維水平姿態(tài)敏感元件141、角速度陀螺142、電橋電路143、放大電路144、溫度傳感器145、單片機(jī)146和放大電路147。角速度陀螺142檢測(cè)角速度w并發(fā)送給電橋電路143、二維水平姿態(tài)敏感元件141檢測(cè)傾角^和干擾傾角"并發(fā)送給電橋電路143,電橋電路143將接收的信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)發(fā)送給放大電路144,經(jīng)過放大后發(fā)給單片機(jī)進(jìn)行處理。溫度傳感器145將檢測(cè)的溫度信號(hào)發(fā)送給單片機(jī)進(jìn)行處理。單片機(jī)對(duì)接收的信號(hào)進(jìn)行處理后發(fā)送給放大電路147，由放大電路輸出角速度電壓信號(hào)^和傾角電壓信號(hào)^。其中單片機(jī)包括零位和靈敏度補(bǔ)償模塊1461、線性度和輸出模塊l"2、姿態(tài)擾動(dòng)消除模塊1463和全方位水平姿態(tài)信號(hào)補(bǔ)償模塊1464。對(duì)于水平姿態(tài)傳感器可參考中國專利公開號(hào)為CN101071066A中的相關(guān)描述。本發(fā)明的微機(jī)械氣體擺式水平姿態(tài)傳感器的主要技術(shù)指標(biāo)如下表3所示_<table>tableseeoriginaldocumentpage14</column></row><table>表3本發(fā)明提供的微機(jī)械氣體擺式水平姿態(tài)傳感器中，水平姿態(tài)傳感器的芯片通過微機(jī)械硅體加工工藝制作，熱敏絲的平行度和垂直度精度高。微機(jī)械氣體擺式水平姿態(tài)傳感器硅體加工工藝的光刻、深刻蝕、濺射、腐蝕等能精確控制熱敏絲阻值，制備出性能一致性好的芯片。微機(jī)械氣體擺式水平姿態(tài)傳感器芯片尺寸可以小至為4x4mm2以下，在4英寸的硅片上可以制備出IOO多個(gè)芯片，容易實(shí)現(xiàn)批量生產(chǎn)。本發(fā)明的描述是為了示例和描述起見而給出的，而并不是無遺漏的或者將本發(fā)明限于所公開的形式。很多修改和變化對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言是顯然的。選擇和描述實(shí)施例是為了更好說明本發(fā)明的原理和實(shí)際應(yīng)用，并且使本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員能夠理解本發(fā)明從而設(shè)計(jì)適于特定用途的帶有各種修改的各種實(shí)施例。權(quán)利要求1.一種氣體擺式水平姿態(tài)敏感芯片，其特征在于，包括半導(dǎo)體襯底；形成于所述半導(dǎo)體襯底的表面上的兩組懸梁熱敏絲，每組熱敏絲包括兩條相互平行的熱敏絲，兩組熱敏絲之間相互垂直；在所述熱敏絲的兩端形成的電極。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水平姿態(tài)敏感芯片，其特征在于，還包括形成于所述半導(dǎo)體襯底的表面上的懸梁加熱絲，所述加熱絲設(shè)置在同組熱敏絲的對(duì)稱位置；在所述加熱絲的兩端形成的電極。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的水平姿態(tài)敏感芯片，其特征在于，兩組熱敏絲構(gòu)成長方形，兩組熱敏絲共用一條加熱絲，加熱絲位于長方形的對(duì)角線上。4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的水平姿態(tài)敏感芯片，其特征在于，每組熱敏絲具有一條加熱絲，加熱絲位于同組的兩條熱敏絲的中間位置。5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任意一項(xiàng)所述的水平姿態(tài)敏感芯片，其特征在于，所述半導(dǎo)體襯底為硅襯底或鍺襯底。6.根據(jù)權(quán)利要求2至4中任意一項(xiàng)所述的水平姿態(tài)敏感芯片，其特征在于，所述熱敏絲和/或加熱絲主要由Pt組成。7.根據(jù)權(quán)利要求2至4中任意一項(xiàng)所述的水平姿態(tài)敏感芯片，其特征在于，熱敏絲和加熱絲的寬度為40~60ym，長度為n001600jjm，絲間3巨為500~1000/Jm。8.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任意一項(xiàng)所述的水平姿態(tài)敏感芯片，其特征在于，所述電極主要由金、銀、銅、或鋁組成。9.一種微機(jī)械氣體擺式水平姿態(tài)傳感器，其特征在于，包括外殼、底座、角速度陀螺、信號(hào)處理電路、和包括如權(quán)利要求1至4中任意一項(xiàng)所述的水平姿態(tài)敏感芯片的敏感元件，所述敏感芯片輸出傾角信號(hào)到所述信號(hào)處理電路，所述角速度陀螺輸出角速度信號(hào)到所述信號(hào)處理電路，所述信號(hào)處理電路對(duì)所述傾角信號(hào)和所述角速度信號(hào)進(jìn)行處理，輸出水平姿態(tài)電壓信號(hào)。10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的水平姿態(tài)傳感器，其特征在于，所述信號(hào)處理電路還輸出角速度電壓。11.一種半導(dǎo)體芯片的制造方法，其特征在于，包括步驟在半導(dǎo)體襯底的表面上形成掩層；在所述掩層上形成熱敏絲和加熱絲；在所述熱敏絲和加熱絲的端部形成電極；通過刻蝕所述熱敏絲和加熱絲所在區(qū)域的所述半導(dǎo)體襯底形成懸梁。12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的半導(dǎo)體芯片的制造方法，其特征在于，所述半導(dǎo)體襯底為硅片，所述掩層為二氧化硅或者氮化硅。13.根據(jù)權(quán)利要求11或12所述的半導(dǎo)體芯片的制造方法，其特征在于，在所述掩層上形成熱敏絲和加熱絲的步驟包括通過光刻在所述掩層上形成第一圖案；通過濺射或蒸發(fā)在所述第一圖案上形成由金屬或者合金組成的熱敏絲和加熱絲。14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的半導(dǎo)體芯片的制造方法，其特征在于，所述合金為鉑銠或鎳鉻鋁。15.根據(jù)權(quán)利要求11或12所述的半導(dǎo)體芯片的制造方法，其特征在于，在所述熱敏絲和加熱絲的端部形成電極的步驟包括通過光刻在所述半導(dǎo)體表面形成第二圖案；通過蒸發(fā)在所述第二圖案上形成電極，所述電極位于所述熱敏絲和加熱絲的端部。16.根據(jù)權(quán)利要求11或12所述的半導(dǎo)體芯片的制造方法，其特征在于，所述形成懸梁的步驟包括通過光刻在所述半導(dǎo)體表面的所述熱敏絲和加熱絲周圍形成第三圖案；通過干法刻蝕形成熱敏絲柱和加熱絲柱；通過濕法刻蝕形成懸梁熱敏絲和懸梁加熱絲。17、根據(jù)權(quán)利要求11或12所述的半導(dǎo)體芯片的制造方法，其特征在于，還包括步驟對(duì)所述半導(dǎo)體芯片進(jìn)行300~800'C的熱處理。全文摘要本發(fā)明公開一種氣體擺式水平姿態(tài)敏感芯片及其制造方法和水平姿態(tài)傳感器。該氣體擺式水平姿態(tài)敏感芯片包括半導(dǎo)體襯底；形成于所述半導(dǎo)體襯底的表面上的兩組懸梁熱敏絲，每組熱敏絲包括兩條相互平行的熱敏絲，兩組熱敏絲之間相互垂直；在所述熱敏絲的兩端形成的電極。本發(fā)明提供的水平姿態(tài)敏感芯片和傳感器，熱敏絲的平行度和垂直度精度高，從而能夠?qū)崿F(xiàn)更精確的測(cè)量。文檔編號(hào)B81C1/00GK101349560SQ20081011623公開日2009年1月21日申請(qǐng)日期2008年7月7日優(yōu)先權(quán)日2008年7月7日發(fā)明者張福學(xué)申請(qǐng)人:北京信息工程學(xué)院