刘宇航，周 斌，张 嵘，张瑞雪

（1. 清华大学 精密仪器系，北京 100084；2. 中国兵器工业导航与控制技术研究所，北京 100089）

一种基于FIB刻蚀的MEMS陀螺修调方法

刘宇航1，周 斌1，张 嵘1，张瑞雪2

（1. 清华大学 精密仪器系，北京 100084；2. 中国兵器工业导航与控制技术研究所，北京 100089）

受微加工工艺条件限制，MEMS传感器的结构尺寸等参数总是偏离设计值，使其性能水平难以满足高精度应用的要求。为了抑制一种MEMS陀螺敏感结构的加工误差，分析了其主要运动模态的特性以及耦合误差的主要来源，提出了通过FIB刻蚀手段对陀螺十字型梁结构进行修调的方法，并对修调前后陀螺的耦合误差以及误差的温度稳定性进行了分析比较。对陀螺性能的测试结果表明，两种FIB刻蚀方式分别使陀螺零偏误差比修调前降低约35% 和72% ，而误差的温度稳定性则分别提高了80%和55%，证明修调方法能够抑制陀螺误差、提升陀螺的性能。

MEMS陀螺；FIB刻蚀；零偏误差；修调

MEMS陀螺在汽车稳定系统、个人娱乐设备、智能手机等对精度要求较低的领域已经获得了广泛的应用[1]。在军用领域，MEMS陀螺目前已应用于一些低精度场合，但在中、高精度场合，MEMS陀螺的性能水平尚不能满足应用需求，主要问题是MEMS陀螺的环境适应性如零偏温度漂移、力学敏感性较差[2]。这些缺点主要源于微加工工艺限制造成的陀螺结构参数与设计理想值存在偏差，因此亟需发展可以有效改善由加工误差造成的陀螺缺陷的修调方法。

密歇根大学开发了一种基于飞秒激光的 MEMS谐振器的频率微调方案，通过对谐振器敏感质量进行刻蚀可以改变谐振器沿该方向振动的谐振频率[3]；……