CN106546232A - 一种mems陀螺仪及其制造工艺 - Google Patents

Abstract

本发明涉及传感器领域，尤其涉及一种MEMS陀螺仪及其制造工艺，陀螺仪包括上盖板、测量体以及下盖板，所述测量体设置于所述上盖板及下盖板之间，所述测量体包括框架、设置在所述框架内的质量块组以及与所述框架相连接的扭转梁；所述质量块组通过连接梁与所述框架以及所述扭转梁相连接；其中，每个所述质量块组包括第一质量块以及第二质量块，所述第一质量块和所述第二质量块之间相互并列设置；所述质量块组与所述框架之间形成有梳齿结构，所述梳齿结构驱动所述质量块组振动。本陀螺仪具有灵敏度高、检测精度高等优点。

Description

一种MEMS陀螺仪及其制造工艺

技术领域

本发明涉及一种MEMS传感器，特别是一种MEMS陀螺仪。

背景技术

陀螺仪可以检测物体旋转的角度和方向，并且已经运用于诸多领域，如轮船、飞机等。而在微电子机械***(MEMS)技术不断进步的情况下，许多微米级的小型陀螺仪将被商业化广泛应用于汽车、机器人、手机、移动设备等领域。

与传统的陀螺仪不同，MEMS陀螺仪并没有旋转部件，也不需要轴承。MEMS的陀螺仪采用了振动物体传感角速度的概念。利用振动来诱导和探测科氏力。例如公开号为CN101180516的中国发明专利申请，其利用驱动器对多个质量块以X方向进行加速，当陀螺仪在Z轴上发生角速度为Ω的旋转时，质量块会根据以下公式在Y方向产生科氏力Fcori。陀螺仪对Y方向的科氏力进行检测，从而可以计算出旋转角速度Ω。

Fcori＝2mΩv

其中，m为质量块的质量，而v则为速度。

为了增加MEMS陀螺仪对旋转角速度Ω的检测灵敏度，MEMS陀螺仪需要在检测时产生更大的科氏力。为此，可以通过增加质量块的质量m或者增加驱动质量块的速度v来增加科氏力，大多数专利通过增加质量块的质量m来增强陀螺仪的检测灵敏度。例如公开号为CN101180516的中国发明专利申请，其通过设置多个质量块来加大质量块的总体质量m。在检测过程中，总体质量大的质量块会产生较大的科氏力，从而增加了陀螺仪的灵敏度。然而多质量块的***很难保证每块质量块的位移幅度完全一致，以及很难避免多个质量块所造成耦合能量损失，进而降低灵敏度，产生大的噪声。

为此，在MEMS行业中，急需要一种能够即增大了质量块的质量，又能够解决因为多个质量块而带来的耦合问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于克服上述现有技术之不足，提供一种具有较高的灵敏度，并且检测误差小，性能稳定的MEMS陀螺仪。

一种MEMS陀螺仪，包括上盖板、测量体以及下盖板，所述测量体设置于所述上盖板及下盖板之间，所述测量体包括框架、设置在所述框架内的质量块组以及与所述框架相连接的扭转梁；所述质量块组通过连接梁与所述框架以及所述扭转梁相连接；其中，所述质量块组包括第一质量块以及第二质量块，所述第一质量块和所述第二质量块之间相互并列设置；所述质量块组与所述框架之间形成有梳齿结构，所述梳齿结构驱动所述质量块组振动。

本发明中的陀螺仪还具有以下附属特征：

所述梳齿结构分别向所述第一质量块和所述第二质量块施加同频率同幅度反方向的驱动信号。

所述驱动信号为正弦波，所述信号频率在3000赫兹至10000赫兹之间。

所述框架包括外层框架和内层框架，所述外层框架与所述上盖板以及所述下盖板相键合；所述内层框架通过所述扭转梁与所述外层框架相连接；所述内层框架通过所述连接梁与所述质量块相连接；所述梳齿结构形成于所述质量块和所述内层框架之间。

所述连接梁由多个工字型折叠梁组成。

所述质量块组中每个质量块的两端分别与框架之间形成有梳齿结构；其中，每个质量块一端的梳齿结构与另一端的梳齿结构活动间隙变化方向相反。

每个所述质量块与所述框架的连接端上还设置有金属电极。

所述上盖板以及所述下盖板上分别设置有上盖板电极以及下盖板电极，所述上盖板电极以及所述下盖板电极检测加速度。

所述上盖板电极和下盖板电极包括：检测电极以及力反馈电极。

一种MEMS陀螺仪，包括上盖板、测量体以及下盖板，所述测量体设置于所述上盖板及下盖板之间，其特征在于，所述测量体包括框架、设置在所述框架内的质量块组以及与所述框架相连接的扭转梁；所述质量块组通过连接梁与所述框架以及所述扭转梁相连接；其中，每个所述质量块组包括第一质量块以及第二质量块，所述第一质量块和所述第二质量块之间相互并列设置；所述质量块组与所述框架之间形成有梳齿结构，所述上盖板、下盖板上分别形成有电极，设置在所述上盖板以及所述下盖板上的电极驱动所述质量块组振动，所述梳齿结构检测加速度。

所述上盖板以及所述下盖板分别向所述第一质量块和所述第二质量块施加同频率同幅度反方向的驱动信号。

所述驱动信号为正弦波，所述信号频率在3000赫兹至10000赫兹之间。

所述框架包括外层框架和内层框架，所述外层框架与所述上盖板以及所述下盖板相键合；所述内层框架通过所述扭转梁与所述外层框架相连接；所述内层框架通过所述连接梁与所述质量块相连接；所述梳齿结构形成于所述质量块和所述内层框架之间。

所述连接梁由多个工字型折叠梁组成。

所述梳齿结构包括质量块梳齿以及框架梳齿，所述测量体通过检测所述质量块梳齿侧壁与所述框架梳齿侧壁之间的重合面积的变化引起的电容值变化来检测角速度。

所述梳齿结构包括质量块梳齿以及框架梳齿，所述测量体通过检测所述质量块梳齿的侧壁与所述框架梳齿的侧壁的间距变化引起的电容值变化来检测加速度。

一种MEMS陀螺仪芯片的制造工艺，所述制造工艺包括以下步骤：

第一步，对绝缘体上硅片的底面刻蚀至一定深度；

第二步，通过光刻以及刻蚀，对所述绝缘体上硅片的底部进一步刻蚀，形成所述框架，所述质量块组，扭转梁以及梳齿结构；

第三步，将所述绝缘体上硅片的底面与制作好的下盖板进行键合；

第四步，利用化学机械研磨工艺，将所述绝缘体上硅片的上硅层减薄至一定厚度；

第五步，通过光刻和刻蚀，对绝缘体上硅片的顶面刻蚀至一定深度；

第六步，利用高温生长或者化学淀积法，在所述绝缘体上硅片的顶面形成一层二氧化硅层；

第七步，通过光刻以及刻蚀，在所述二氧化硅层上刻蚀出图形；

第八步，在所述绝缘体上硅片的顶面涂覆光刻胶，并利用光刻以及深度刻蚀，对所述绝缘体上硅片刻蚀出多个深至所述下硅层的孔；

第九步，在所述孔中淀积金属，形成质量块组上的电极引线；

第十步，去除光刻胶，并进一步刻蚀所述绝缘体上硅片的顶面的图形，从而形成自由活动的连接梁以及质量块组；

第十一步，将所述绝缘体上硅片的顶面与制作好的上盖板进行键合，形成完整的陀螺仪。

对于所述上盖板以及所述下盖板的加工步骤包括：

第一步，在所述上盖板以及所述下盖板一面上打孔，最终形成一定深度的孔；

第二步，在所述孔中淀积金属；

第三步，对所述上盖板以及下盖板的另一面进行打磨，并减少所述上盖板以及下盖板的厚度；直至露出第二步中淀积的金属；

第四步，在所述上盖板以及下盖板的打磨面上淀积金属，并通过光刻以及刻蚀形成制定的电极图案。

对于所述上盖板以及下盖板的打孔方法为以下方法中的一种或多种方法：光刻和刻蚀、或光刻和腐蚀、激光打孔；对所述上盖板以及下盖板的打磨工艺包括机械研磨工艺以及化学机械研磨工艺。

所述刻蚀的方法为以下方法中的一种或多种方法：干法刻蚀或湿法刻蚀，所述干法刻蚀包括：硅的深度反应离子、反应离子、以及气态的二氟化氙刻蚀和氧化硅的反应离子、等离子、以及气态的氟化氢刻蚀。

所述用于湿法腐蚀硅层的腐蚀剂为以下腐蚀剂中的一种或多种的组合：氢氧化钾、四甲基氢氧化铵、或乙二胺邻苯二酚腐蚀液。

所述用于湿法腐蚀氧化硅层的腐蚀剂为以下腐蚀剂中的一种或多种的组合：氢氟酸以及缓冲氢氟酸。

相对于传统的陀螺仪，本发明的技术方案具有以下优点：首先，本发明对两个质量块分别施加一个同幅度、同频率却方向相反的振动，并且对两个质量块通过差分的方式检测角速度，有效地抑制了共模干扰，减少了检测方向上因线性加速度而产生的误差。另外，由于两个质量块受到的是两个方向相反的振动，在检测角速度时，两个质量块会分别一高一低的绕扭转梁旋转，从而抑制了驱动模态和检测模态之间的正交耦合。质量块所受到的科氏力在扭转梁的作用下会产生杠杆效应，从而增大检测方向上的振幅，并且在同等受力条件下，由于扭转梁的刚度较小，会产生更大的形变，导致科氏效应的效果更加显著，提高了结构的灵敏度。其次，本发明有两种不同的驱动，检测方案来针对不同的测量环境以及对精度上的要求。第三，本发明中的质量块组为模块化设计，设计者可以根据具体的检测要求来拓展出多组的质量块组。第四，本发明的上盖板电极和下盖板电极上分别设置了用来检测角速度的检测电极和力反馈电极，力反馈电极可以在检测模态运动方向上实现拥有较高线性度的闭环控制。这样既可以减小电容极板间间距，缩小占用空间，又可以增大电容，提高陀螺仪的精度。最终，本发明采用了绝缘体上硅(SOI)结构，并且在相应的地方穿透上硅层和下硅层，形成电通路，并且将不同电极都在外层框架上引出，其中，绝大多数电极均通过外层框架来引出，而梳齿结构上的电极则通过内层框架来引出至外层框架。这样降低了后期引线的复杂性，也降低了本陀螺仪的制造成本。

附图说明

图1为陀螺仪的侧视图。

图2为陀螺仪中测量体的俯视图。

图3为图1中陀螺仪在没有角速度的状态时的示意图。

图4为图1中的陀螺仪在检测角度时的示意图。

图5为陀螺仪芯片制造工艺的初始状态以及第一步的示意图。

图6为陀螺仪芯片制造工艺的第二步示意图。

图7为陀螺仪芯片制造工艺的第三步示意图。

图8为陀螺仪芯片制造工艺的第四步示意图。

图9为陀螺仪芯片制造工艺的第五步示意图。

图10为陀螺仪芯片制造工艺的第六步示意图。

图11为陀螺仪芯片制造工艺的第七步示意图。

图12为陀螺仪芯片制造工艺的第八步示意图。

图13为陀螺仪芯片制造工艺的第九步示意图。

图14为陀螺仪芯片制造工艺的第十步示意图。

图15为陀螺仪芯片制造工艺的第十一步示意图。

图16为陀螺仪芯片制造工艺的第十二步示意图。

图17为陀螺仪芯片制造工艺的第十三步示意图。

图18为陀螺仪芯片制造工艺的第十四步示意图。

图19为陀螺仪芯片制造工艺的第十五步示意图。

图20为陀螺仪芯片制造工艺的第十六步示意图。

图21为陀螺仪芯片中盖板制造工艺的初始状态以及第一步的示意图。

图22为陀螺仪芯片中盖板制造工艺的第二步、第三步的示意图。

图23为陀螺仪芯片中盖板制造工艺的第四步的示意图。

上盖板1、测量体2、下盖板3、氧化硅层4、上硅层5、下硅层6、金属电极7；二氧化硅层8；光刻胶9；

外层框架21、质量块22、扭转梁23、连接梁24、梳齿结构25、内层框架26；

具体实施方式

下面将结合实施例以及附图对本发明加以详细说明，需要指出的是，所描述的实施例仅旨在便于对本发明的理解，而对其不起任何限定作用。

参照图1，按照本发明提供的一种MEMS陀螺仪，包括相互连接的上盖板1、测量体2、以及下盖板3。其中，上盖板1和下盖板3上分别设置有金属电极7。

图2为本MEMS陀螺仪的测量体2的俯视图，其中，测量体2包括：外层框架21、由多个质量块22组成的质量块组、扭转梁23、连接梁24以及梳齿结构25。其中，所述外层框架21与上盖板1以及下盖板3相互固定连接，所述扭转梁23与外层框架21和内层框架26相连接。质量块22的两端通过连接梁24分别与内层框架26和扭转梁23相连接。其中，外层框架21与上盖板1以及下盖板3相键合，其主要作用在于制成测量体2，并且大部分引线均位于外层框架21中。而质量块22的另外两端与内层框架26之间形成有梳齿结构25。在本实施例中，质量块组中包含两个质量块22，分别为第一质量块221以及第二质量块222。但技术人员可以根据具体测量的的目标和标准，沿扭转梁23,在扭转梁23的两端设置多组质量块组。其中不同组的质量块组分别用于测量不同的角速度。

实施例1

参照图1至4，在本发明的第一种实施例中，质量块22与内层框架26之间的梳齿结构25将用于驱动所述质量块22振动。其中，驱动第一质量块221和驱动第二质量块222的电信号为同幅度同频率但方向相反的电信号，即具有180度的相位差。以至于第一质量块221和第二质量块222会在水平方向上两者相反的方向振动。其中图3从侧面示出了本陀螺仪在没有角速度的情况下时的状态。参照图4，一旦出现角速度，由于第一质量块221和第二质量块222的振动时的运动方向相反，根据科氏效应，第一质量块221和第二质量块222会因角速度而分别产生一个向上或者向下的位移，两个质量块因角速度所产生的位移方向也会相反。正如图4所示，第一质量块221和第二质量块222会沿着扭转梁23为轴旋转。与此同时，根据两块金属片之间的电容公式

即两片平行的导电片之间的电容量等于介电系数乘以正对面积除以垂直间距。其中，质量块22与设置在上盖板1和下盖板3上的电极7之间的间距产生了变化，从而导致电容变化。集成电路分别检测第一质量块221与上、下盖板之间的电容变化以及第二质量块222与上、下盖板之间的电容变化，并利用差分的方式将该变化整合，并计算角速度。

本实施例中所使用的驱动质量块22的电信号为正弦波，其频率在3000-10000赫兹之间，并且带有5伏的直流偏置。但其他波形的信号，例如方波、锯齿波等信号也可用于驱动质量块22。

本实施利用了测量体2和上、下盖板之间的间距变化所导致的电容变化来进行检测，该结构可以获得较大的初始电容和变化电容，而且绕扭转梁23进行扭转的能量消耗远远小于现有技术中让折叠梁产生形变的能量消耗。为此，本实施例在检测方向上灵敏度更高。而由于本实施例采用了反向驱动以及差分检测的方式，线性加速度对检测信号的干扰极小。如果在检测过程中出现线性加速度，第一质量块221和第二质量块222则会产生同一方向，同一幅度的位移。而这种位移所产生的电容变化会被差分的计算方式给消除。为此，本实施例的抗干扰性也很高。

此外，所述上盖板1以及下盖板3的电极7分别包括用于检测角速度的检测电极和力反馈电极。在检测角速度的过程中，控制电路会跟进检测到的信号在力反馈电极上施加一定大小的电压，根据公式：

该电压产生的静电力保持质量块22处于平衡位置。为此，力反馈电极在检测模态运动方向上具有较高的闭环控制，从而减少了质量块22和上盖板1以及下盖板3之间的间距距离，缩小了整个MEMS芯片的空间。而且由于电容量与间距距离成反比，所以在减少间距的同时也增加了电容量，提高了陀螺仪的精度。

实施例2

在本实施例中，所述上盖板1以及下盖板3上的电极7将用于驱动质量块22进行上下的位移。如同实施例1，所述上、下盖板会分别对第一质量块221和第二质量块222施加一个同幅度，同频率但方向相反的驱动信号。使得第一质量块221和第二质量块222在垂直方向上，分别向两个相反方向进行位移，并绕扭转梁23扭转。与此同时，如果出现角速度的话，第一质量块221和第二质量块222会分别在水平方向上向两个相反方向位移。而分别设置在质量块22以及框架21上的梳齿结构之间则会产生侧壁重叠面积或者间距的变化。同理，根据公式

电容值同样会产生变化。

参照图2，其中内层框架26一端的梳齿与质量块22梳齿的交错方式与另一端的内层框架26梳齿的交错方式不同。以至于在检测过程中内层框架26两端的梳齿电容变化相反。集成电路再根据差分的计算方式来精确计算角速度。

同样地，本实施例通过反向驱动以及差分检测的方式减少了线性加速度对检测信号的干扰。如果在检测过程中出现线性加速度，第一质量块221和第二质量块222则会产生同一方向，同一幅度的位移。而这种位移所产生的电容变化会被差分的计算方式给消除。

接下来，参照图5至图20对本陀螺仪的制造工艺进行进一步的描述。其中，本陀螺仪的测量体2采用了绝缘体上硅(SOI)结构，其包括上硅层5，下硅层6以及设置在上硅层5和下硅层6之间的二氧化硅层8。其中，二氧化硅层8也可被成为氧化埋层。其具体的加工步骤包括：

第一步，在所述绝缘体上硅硅晶圆片的底面上涂覆光刻胶，之后按照特定图案对所述顶面进行曝光，并用显影剂将已曝光的光刻胶去除，及将未经曝光的光刻胶烘烤。这样被曝光的图案就会显现出来。利用深度反应离子刻蚀、或氢氧化钾、或四甲基氢氧化氨、或乙二胺磷苯二酚将下硅层6刻蚀至一定深度。

第二步，将第一步中所使用的光刻胶去除，再在所述绝缘体上硅硅晶圆片的底面上涂覆光刻胶，之后按照特定图案对所述顶面进行曝光，并用显影剂将已曝光的光刻胶去除，及将未经曝光的光刻胶烘烤。这样被曝光的图案就会显现出来。并利用深度反应离子刻蚀、或氢氧化钾、或四甲基氢氧化氨、或乙二胺磷苯二酚在下硅层6上刻蚀出外层框架21、质量块22、扭转梁23、连接梁24、梳齿结构25以及内层框架26。

第三步，将所述绝缘体上硅硅晶圆片的底面与下盖板3阳极键合。

第四步，对所述缘体上硅硅晶圆片的顶面通过化学或者机械的方式进行打磨，并减薄上硅层5的厚度至一定厚度。

第五步，在所述绝缘体上硅硅晶圆片的顶面上涂覆光刻胶，之后按照特定图案对所述顶面进行曝光，并用显影剂将已曝光的光刻胶去除，及将未经曝光的光刻胶烘烤。这样被曝光的图案就会显现出来。再利用深度反应离子刻蚀、或氢氧化钾、或四甲基氢氧化氨、或乙二胺磷苯二酚在对上硅层5进行刻蚀至一定深度。

第六步，通过高温生长，或者等离子体化学汽相淀积(PECVD)的方法在所述绝缘体上硅硅晶圆片的顶面上生长出一层二氧化硅层8。

第七步，在所述绝缘体上硅硅晶圆片顶面上的二氧化硅层8表面涂覆光刻胶，之后按照特定图案对所述顶面进行曝光，并用显影剂将已曝光的光刻胶去除，及将未经曝光的光刻胶烘烤。这样被曝光的图案就会显现出来。再用反应离子或等离子干法刻蚀、或氢氟酸腐蚀、对顶面的二氧化硅层8进行刻蚀，形成图形。

第八步，将第七步中涂覆的光刻胶去除，再重新在绝缘体上硅硅晶圆片顶面上涂覆一层光刻胶。之后按照特定图案对所述顶面进行曝光，并用显影剂将已曝光的光刻胶去除，及将未经曝光的光刻胶烘烤。这样被曝光的图案就会显现出来。

第九步，利用深度反应离子刻蚀、或氢氧化钾、或四甲基氢氧化氨、或乙二胺磷苯二酚在对上硅层5进行刻蚀，形成多个深至氧化埋层8的孔。

第十步，利用反应离子或等离子干法刻蚀、或氢氟酸腐蚀、对氧化埋层8进行刻蚀至下硅层。

第十一步，利用深度反应离子刻蚀在对下硅层6进一部刻蚀至一定深度。从而形成深至下硅层6的孔。

第十二步，在所述孔中淀积金属，从而形成电连接通路。

第十三步，去除光刻胶，并利用所述绝缘体上硅硅晶圆片顶面上的二氧化硅层8作为掩膜，用深度反应离子刻蚀、或氢氧化钾、或四甲基氢氧化氨、或乙二胺磷苯二酚在对上硅层5进一步刻蚀，直至氧化埋层8。

第十四步，利用反应离子或等离子干法刻蚀、或氢氟酸腐蚀、对氧化埋层8进行刻蚀至下硅层，从而形成自由活动的质量块。

第十五步，将所述绝缘体上硅硅晶圆片顶面上的二氧化硅层8去除

第十六步，使用阳极键合或者金属热压键合，将所述绝缘体上硅硅晶圆片的顶面与上盖板1键合在一起，形成完整的陀螺仪。

另外，参照图21至23，按照本发明提供的MEMS陀螺仪的制造工艺中，还进一步包括以下步骤：

对所述上盖板硅片及下盖板硅片的加工工艺还包括：

A、通过激光打孔的方式，或者通过光刻以及刻蚀的方式，在所述盖板的表面上刻蚀出多个具有一定深度的深孔。

B、在所述深孔中淀积金属。

C、通过机械或者化学方式，将所述盖板的另一面进行打磨并且减薄厚度，直至露出上一步中淀积的金属。

D、在所述盖板的一面上淀积金属，并通过光刻以及腐蚀的方法腐蚀出制定的图形。

本发明中所述的深度刻蚀及所述刻蚀的方法为以下方法中的一种或多种方法：干法刻蚀或湿法刻蚀，所述干法刻蚀包括：硅的深度反应离子刻蚀及反应离子刻蚀。

本发明中的上述方法中所用的材料、设备、工艺均采用现有技术，但通过利用这些材料及工艺，尤其是利用了SOI硅片所制造出的MEMS陀螺仪，发生了质的变化。首先，通过采用反方向驱动的两个质量块，并且利用差分进行检测的方式，不单单因为增加了质量块的质量而增加了检测灵敏度；而且通过差分的方式进一步地降低了线性加速度对本陀螺仪的干扰，也增加了本陀螺仪的检测精度。本发明解决了使用多块质量块时的耦合问题。而且相对于现有技术，本发明中扭转扭转梁23所需要的能量远远小于现有技术中对折叠梁产生相同程度的形变所需的能量。减少了能量消耗，从而可以检测到更加微小的角速度。本发明中的MEMS陀螺仪采用了测量上、下盖板1、3和测量体2之间的平板电容值的变化来计算旋转角速度。测量平板电容值的方法具有灵敏度，准确度高的优点。而在上、下盖板1、3上设置力反馈电极进一步地达到了高线性度的闭环控制，即减少了测量体2与上、下盖板1、3之间的间距，减少了陀螺仪自身的体积，也增大了测量体2与上、下盖板1、3之间的电容值，提供了陀螺仪的精度。而且由于腐蚀工艺和硅的键合工艺较为简单，也使得本产品的生产效率极高、成本也较低。为此本工艺所制造的MEMS陀螺仪具有灵敏度高、误差小、成本低等优点。

最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。

Claims (22)

1.一种MEMS陀螺仪，包括上盖板、测量体以及下盖板，所述测量体设置于所述上盖板及下盖板之间，其特征在于，所述测量体包括框架、设置在所述框架内的质量块组以及与所述框架相连接的扭转梁；所述质量块组通过连接梁与所述框架以及所述扭转梁相连接；其中，所述质量块组包括第一质量块以及第二质量块，所述第一质量块和所述第二质量块之间相互并列设置；所述质量块组与所述框架之间形成有梳齿结构，所述梳齿结构驱动所述质量块组振动。

2.如权利要求1所述的陀螺仪，其特征在于，所述梳齿结构分别向所述第一质量块和所述第二质量块施加同频率同幅度反方向的驱动信号。

3.如权利要求2所述的陀螺仪，其特征在于：所述驱动信号为正弦波，所述信号频率在3000赫兹至10000赫兹之间。

4.如权利要求1所述的陀螺仪，其特征在于，所述框架包括外层框架和内层框架，所述外层框架与所述上盖板以及所述下盖板相键合；所述内层框架通过所述扭转梁与所述外层框架相连接；所述内层框架通过所述连接梁与所述质量块相连接；所述梳齿结构形成于所述质量块和所述内层框架之间。

5.如权利要求1所述的陀螺仪，其特征在于，所述连接梁由多个工字型折叠梁组成。

6.如权利要求1所述的陀螺仪，其特征在于：所述质量块组中每个质量块的两端分别与框架之间形成有梳齿结构；其中，每个质量块一端的梳齿结构与另一端的梳齿结构活动间隙变化方向相反。

7.如权利要求1所述的陀螺仪，其特征在于：每个所述质量块与所述框架的连接端上还设置有金属电极。

8.如权利要求7所述的陀螺仪，其特征在于：所述上盖板以及所述下盖板上分别设置有上盖板电极以及下盖板电极，所述上盖板电极以及所述下盖板电极检测加速度。

9.如权利要求6所述的陀螺仪，其特征在于：所述上盖板电极和下盖板电极包括：检测电极以及力反馈电极。

10.一种MEMS陀螺仪，包括上盖板、测量体以及下盖板，所述测量体设置于所述上盖板及下盖板之间，其特征在于，所述测量体包括框架、设置在所述框架内的质量块组以及与所述框架相连接的扭转梁；所述质量块组通过连接梁与所述框架以及所述扭转梁相连接；其中，每个所述质量块组包括第一质量块以及第二质量块，所述第一质量块和所述第二质量块之间相互并列设置；所述质量块组与所述框架之间形成有梳齿结构，所述上盖板、下盖板上分别形成有电极，设置在所述上盖板以及所述下盖板上的电极驱动所述质量块组振动，所述梳齿结构检测加速度。

11.如权利要求10所述的陀螺仪，其特征在于，所述上盖板以及所述下盖板分别向所述第一质量块和所述第二质量块施加同频率同幅度反方向的驱动信号。

12.如权利要求11所述的陀螺仪，其特征在于：所述驱动信号为正弦波，所述信号频率在3000赫兹至10000赫兹之间。

13.如权利要求1所述的陀螺仪，其特征在于，所述框架包括外层框架和内层框架，所述外层框架与所述上盖板以及所述下盖板相键合；所述内层框架通过所述扭转梁与所述外层框架相连接；所述内层框架通过所述连接梁与所述质量块相连接；所述梳齿结构形成于所述质量块和所述内层框架之间。

14.如权利要求10所述的陀螺仪，其特征在于，所述连接梁由多个工字型折叠梁组成。

15.如权利要求10所述的陀螺仪，其特征在于，所述梳齿结构包括质量块梳齿以及框架梳齿，所述测量体通过检测所述质量块梳齿侧壁与所述框架梳齿侧壁之间的重合面积的变化引起的电容值变化来检测角速度。

16.如权利要求10所述的陀螺仪，其特征在于，所述梳齿结构包括质量块梳齿以及框架梳齿，所述测量体通过检测所述质量块梳齿的侧壁与所述框架梳齿的侧壁的间距变化引起的电容值变化来检测加速度。

17.一种MEMS陀螺仪芯片的制造工艺，其特征在于：所述制造工艺包括以下步骤：

第一步，对绝缘体上硅片的底面刻蚀至一定深度；

第二步，通过光刻以及刻蚀，对所述绝缘体上硅片的底部进一步刻蚀，形成所述框架，所述质量块组，扭转梁以及梳齿结构；

第三步，将所述绝缘体上硅片的底面与制作好的下盖板进行键合；

第四步，利用化学机械研磨工艺，将所述绝缘体上硅片的上硅层减薄至一定厚度；

第五步，通过光刻和刻蚀，对绝缘体上硅片的顶面刻蚀至一定深度；

第六步，利用高温生长或者化学淀积法，在所述绝缘体上硅片的顶面形成一层二氧化硅层；

第七步，通过光刻以及刻蚀，在所述二氧化硅层上刻蚀出图形；

第八步，在所述绝缘体上硅片的顶面涂覆光刻胶，并利用光刻以及深度刻蚀，对所述绝缘体上硅片刻蚀出多个深至所述下硅层的孔；

第九步，在所述孔中淀积金属，形成质量块组上的电极引线；

第十步，去除光刻胶，并进一步刻蚀所述绝缘体上硅片的顶面的图形，从而形成自由活动的连接梁以及质量块组；

第十一步，将所述绝缘体上硅片的顶面与制作好的上盖板进行键合，形成完整的陀螺仪。

18.根据权利要求17所述的MEMS陀螺仪芯片的制造工艺，其特征在于：对于所述上盖板以及所述下盖板的加工步骤包括：

第一步，在所述上盖板以及所述下盖板一面上打孔，最终形成一定深度的孔；

第二步，在所述孔中淀积金属；

第三步，对所述上盖板以及下盖板的另一面进行打磨，并减少所述上盖板以及下盖板的厚度；直至露出第二步中淀积的金属；

第四步，在所述上盖板以及下盖板的打磨面上淀积金属，并通过光刻以及刻蚀形成制定的电极图案。

19.根据权利要求18所述的MEMS陀螺仪芯片的制造工艺，其特征在于：对于所述上盖板以及下盖板的打孔方法为以下方法中的一种或多种方法：光刻和刻蚀、或光刻和腐蚀、激光打孔；对所述上盖板以及下盖板的打磨工艺包括机械研磨工艺以及化学机械研磨工艺。

20.根据权利要求17或18所述的MEMS陀螺仪芯片的制造工艺，其特征在于：所述刻蚀的方法为以下方法中的一种或多种方法：干法刻蚀或湿法刻蚀，所述干法刻蚀包括：硅的深度反应离子、反应离子、以及气态的二氟化氙刻蚀和氧化硅的反应离子、等离子、以及气态的氟化氢刻蚀。

21.根据权利要求17或18所述的MEMS陀螺仪芯片的制造工艺，其特征在于：所述用于湿法腐蚀硅层的腐蚀剂为以下腐蚀剂中的一种或多种的组合：氢氧化钾、四甲基氢氧化铵、或乙二胺邻苯二酚腐蚀液。

22.根据权利要求17或18所述的MEMS陀螺仪芯片的制造工艺，其特征在于：所述用于湿法腐蚀氧化硅层的腐蚀剂为以下腐蚀剂中的一种或多种的组合：氢氟酸以及缓冲氢氟酸。