铁芯和空芯螺线管型微电感器的性能比较

为了满足RF电路、电源电路、微执行器和微传感器等领域对高性能和工艺简单的电感器的广泛需求，用正、负胶结合的微加工工艺，在硅基片上制作了有坡莫合金铁芯的和在玻璃基片上没有铁芯的、其它结构和参数均相同的两种螺线管型微电感器，测试了它们在1－40MHz频率范围的电感、电阻和Q因子，并进行了比较和讨论。其结果与现有理论知识相一致。实验证明了具有坡莫合金铁芯的螺线管型微电感器在低于30MHz的频率下使用更有意义。而无铁芯螺线管型微电感器还可以用于更高频率的场合。     

MEMS工艺中TMAH湿法刻蚀的研究

TMAH具有刻硅速率高、晶向选择性好、低毒性和对CMOS工艺的兼容性好等优点，而成为MEMS工艺中常用的刻蚀剂。但TMAH在刻蚀过程中合形成表面小丘，影响表面光滑性。文章重点研究了MEMS工艺中的TMAH湿法刻蚀获得光滑刻蚀表面的工艺。实验结果表明，要获得理想的刻蚀效果，刻蚀液配方和刻蚀条件的选择是非常重要的因素，实验中也得到了一些与其它报道不同的数据。     

硅基MEMS加工技术及其标准工艺研究

本文论述了硅基MEMS标准工艺,其中包括三套体硅标准工艺和一套表面牺牲层标准工艺.深入地研究了体硅工艺和表面牺牲层工艺中的关键技术.体硅工艺主要进行了以下研究:硅/硅键合、硅/镍/硅键合、硅/玻璃键合工艺及其优化;研究了高深宽比刻蚀工艺、优化了工艺条件;解决了高深宽比刻蚀中的Lag效应;开发了复合掩膜高深宽比多层硅台阶刻蚀和单一材料掩膜高深宽比多层硅台阶刻蚀工艺研究.表面牺牲层工艺主要进行了下列研究:多晶硅薄膜应力控制工艺;防粘附技术的研究与开发.     

基于原子力显微镜(AFM)的微小结构加工工艺研究

为了解决AFM单独用于机械刻蚀加工存在的局限性以及加工过程中各种因素对加工结果的影响等问题,提出一种基于AFM的非硅工艺微结构的加工方法.把三维微动工作台叠加到原子力显微镜工作台上组成新的微加工系统,采用金刚石针尖作为加工工具.根据AFM在线成像后的结果对该工艺过程中各种因素产生的影响进行了研究、分析和说明,得出主要参数优选的一般方法,讨论了与其他微机械加工方法相比较采用该方法的优缺点和可行性.应用该系统进行了微结构的加工实验,实验结果表明该系统能够实现较高尺寸精度和重复性精度的微结构的加工,并且通过优选参数改进工艺完全可以应用于微机械领域中诸如掩模或微尺度模具等简单和复杂的准三维或三维微小结构的加工.     

基于原子力显微镜(AFM)的微小结构加工工艺研究

为了解决AFM单独用于机械刻蚀加工存在的局限性以及加工过程中各种因素对加工结果的影响等问题 ,提出一种基于AFM的非硅工艺微结构的加工方法。把三维微动工作台叠加到原子力显微镜工作台上组成新的微加工系统 ,采用金刚石针尖作为加工工具。根据AFM在线成像后的结果对该工艺过程中各种因素产生的影响进行了研究、分析和说明 ,得出主要参数优选的一般方法 ,讨论了与其他微机械加工方法相比较采用该方法的优缺点和可行性。应用该系统进行了微结构的加工实验 ,实验结果表明该系统能够实现较高尺寸精度和重复性精度的微结构的加工 ,并且通过优选参数改进工艺完全可以应用于微机械领域中诸如掩模或微尺度模具等简单和复杂的准三维或三维微小结构的加工     

SU-8胶与基底结合特性的实验研究

SU-8胶是一种负性、环氧树脂型、近紫外线光刻胶。它适于制作超厚、高深宽比的MEMS微结构。为电铸造出金属微结构，通常需要采用金属基底。但SU-8胶对金属基底的结合力通常不好，因而限制了其深宽比的提高。从SU-8胶与基底的浸润性、基底表面粗糙度以及基底对近光紫外光的折射特性入手，对SU-8胶与基底的结合力进行分析，首次指出：在近紫外光的折射率高的基底与SU-8胶有很好的结合性。经实验得出经过氧化处理的TI片的SU-8胶的结合性强。这有利于为MEMS提供低成本，高深宽比的金属微结构。     

基于紫外厚胶的探针加工工艺

研究了一种基于紫外厚胶SU-8的亚毫米探针的加工工艺,通过溶液间的界面张力形成微球,再由深紫外光刻形成微柱。这种新技术利用紫外LIGA技术替代较为复杂昂贵的深反应离子刻蚀(DRIE)技术,使用甘油补偿紫外胶与空气之间的折射率差,使紫外光透过微球后依然可以曝光厚达几百微米SU-8胶形成微柱,并且提出原位放大接触点的对准方法,实现了微球与微柱的同轴。最终实现高深宽比的探针结构,可以作为关键部件应用于三坐标测量机。由于此工艺与传感器工艺相容,探针可以直接制作在集成了传感器的测头基底上,大幅减少了装配误差。     

日立开发出CMOS兼容的MEMS传感器工艺

日立中心研究实验室（东京）的研究人员宣布,他们已经开发出了与CMOS兼容的MEMS加工技术,可以在CMOS芯片的互连层上制造MEMS传感器。     

基于原子力显微镜（AFM）的微小结构加工工艺研究

为了解决AFM单独用于机械刻蚀加工存在的局限性以及加工过程中各种因素对加工结果的影响等问题，提出一种基于AFM的非硅工艺微结构的加工方法。把三维微动工作台叠加到原子力显微镜工作台上组成新的微加工系统，采用金刚石针尖作为加工工具。根据AFM在线成像后的结果对该工艺过程中各种因素产生的影响进行了研究、分析和说明，得出主要参数优选的一般方法，讨论了与其他微机械加工方法相比较采用该方法的优缺点和可行性。应用该系统进行了微结构的加工实验，实验结果表明该系统能够实现较高尺寸精度和重复性精度的微结构的加工，并且通过优选参数改进工艺完全可以应用于微机械领域中诸如掩模或微尺度模具等简单和复杂的准三维或三维微小结构的加工。     

一种基于MEMS工艺的二维风速传感器的设计

给出了一种基于MEMS工艺的二维热风速传感器的设计、制造以及测试结果.该传感器采用恒功率工作方式,利用热温差的方法测量风速和风向.本传感器采用MEMS剥离工艺在玻璃衬底上同时加工出加热电阻和测温电阻,利用简单可靠的加工工艺实现了热隔离和高灵敏度.经过风洞风速风向测试,得知传感器的风速量程超过10m/s,360°范围内风向测量误差不超过8°.传感器的响应时间不超过1s,功耗为10mW.     

一种新型MEMS微电感制作工艺和模拟研究

采用光刻、干法刻蚀、电镀等微机电系统(MEMS)工艺设计了一种新型的带磁芯的螺线管微电感。采用COMSOL Multiphysics有限元软件,计算了不同频率交流载荷下的等效电阻、等效电感和阻抗随频率变化的关系。模拟结果表明,在1kHz¹MHz的频率范围内,其等效电感值基本不变,约为27nH,电阻值约为9Ω,射频模拟结果表明其共振频率为0.45GHz。     

新型MEMS可变光衰减器的微磁执行器

探讨了新型可变光衰减器－光纤横向偏移型MEMS可变光衰减器的微磁驱动方式，从理论上分析了微磁执行器设计时应遵从的原理，讨论和设计了微磁执行器的各个参数，新开发了结合使用正胶（AZ－4000系列）和负胶（SU－8系列）的UV－LIGA工艺：在制作了光纤定位槽的基片上溅射Cr/Cu作为电镀种子层，涂布正胶，紫外光刻得到电镀模具，电镀Cu和FeNi分别得到线圈的下层、中层和上层以及铁芯；在完成下层和中层后，分别进行一次负胶工艺以形成电绝缘层和后续结构的支撑平台，即涂布负胶覆盖较下层结构，光刻开出了通往较上一层的通道并使SU－8聚合、交联以满足性能要求。并运用该工艺实现了微磁执行器。     

电磁激励微谐振式传感器的设计与制作

利用微电子机械加工技术成功研制出电磁激励-电磁拾振硅谐振梁式压力传感器。传感器以"H"型双端固支梁为谐振器,采用差分检测结构。工艺制作采用体硅加工工艺,并且采用一种减小封装应力的结构完成压力传感器的真空密封及封装。利用锁相环微弱信号检测技术建立的开环频率特性测试系统及闭环自激测试系统测试了传感器的频率、压力特性等相关技术指标。谐振器在空气中的品质因素Q值大于1200;在真空中的Q值大于7000。压力满量程刻度为0～120kPa。差分输出的结果优于单个谐振梁的输出结果,差分输出结果的线性相关系数为0.9999,灵敏度为225.77Hz/kPa。     

先进封装和MEMS应用的超厚抗蚀剂光刻技术(英文)

微电子机械系统(MEMS)制造和先进的封装技术更需要厚抗蚀剂层。在MEMS应用领域包括体硅微机械加工、表面微机械加工和有源器件结构的实际制作。对先进的封装技术,应用再分布和蚀化层以及金属焊凸微成型。各种用途要求抗蚀剂厚度能达到和超过1000μm。为适当地获得这些厚度,制造商开发了适当的涂层材料。这些材料包括AZP4620.ShipleySPR220\AIPLP100XT、JSRTHB611P和SU-8。最终开发了处理这些材料的设备,制作了专用的涂胶设备和接触?接近式曝光机。     

射频同轴传输线的设计仿真与加工工艺

基于SU-8和BPN紫外负性感光胶,结合微电镀工艺加工制作射频同轴传输线,以实现射频器件信号的传输与耦合。首先确定在阻抗匹配情况下同轴传输线特性阻抗为50Ω的同轴传输线的具体尺寸,然后通过HFSS仿真软件对设计的结构进行模拟仿真。通过仿真结果验证设计的可行性,采用紫外光刻技术利用SU-8光刻胶做出内导体支柱,并用BPN光刻胶做出结构,对结构进行电镀。最后将BPN光刻胶剥离,即可得到射频同轴传输线。此方法制得的同轴传输线具有介质损耗小、辐射损耗小、无色散、带宽大和抗干扰强的优点,适用于高性能射频和微波电路。另外,它的制作工艺能与其他射频和微波器件及集成电路工艺兼容,便于与射频和微波电路集成。     

MEMS三维静动态测试系统

采用集成频闪成像、计算机微视觉和显微干涉技术,研制了微机电系统(MEMS)三维静动态测试系统。系统可进行MEMS面内刚体运动、表面形貌、垂向变形和离面运动的测量。对于面内运动测量,提出了基于立方样条插值的亚像素步长相关模板匹配算法,从MEMS视觉图中提取面内位移,匹配精度为0．02pixels。对于离面运动测量,采用Hariharan 5步相移干涉(PSI)算法和去包裹算法,离面运动测量分辨率可达1nm。通过对Si微压力传感器膜和Si微陀螺仪的静动态测试,验证了系统的适用性和可靠性。     

MEMS局部加热封装技术与应用

随着半导体技术的发展,封装集成度不断提高,迫切需要发展一种低温封装与键合技术,满足热敏器件封装和热膨胀系数差较大的同质或异质材料间的键合需求。针对现有整体加热封装技术的不足,首先介绍了局部加热封装技术的原理与方法,然后对电流加热、激光加热、微波加热、感应加热和反应加热等几种局部加热封装技术进行了比较分析,最后具体介绍了局部加热封装技术在热敏器件封装、MEMS封装和异质材料集成等方面的应用。由于局部加热封装技术具有效率高、对器件热影响小等优点,有望在MEMS技术、系统封装(SiP)、三维封装及光电集成等领域得到广泛应用。     

Screen‐Printed Soft Capacitive Sensors for Spatial Mapping of Both Positive and Negative Pressures

Soft pressure sensors are one class of the essential devices for robotics and wearable device applications. Despite the tremendous progress, sensors that can reliably detect both positive and negative pressures have not yet been demonstrated. In this paper, a soft capacitive pressure sensor, made using a convenient and low‐cost screen‐printing process that can reliably detect both positive and negative pressures from ?60 to 20 kPa, is reported. The sensor is made with an Ecoflex‐0030 dielectric layer, conductive and stretchable poly(3,4‐ethylenedioxythiophene):poly(styrenesulfonate) (with ionic additives) electrodes, and polydimethylsiloxane encapsulation layers. Air gaps are designed and incorporated into the dielectric layer to significantly enhance the sample deformation and pressure response especially to negative pressure. The sensor exhibits repeatable response for thousands of cycles, even under bending or stretching conditions. Lastly, to demonstrate the practical application, a 12 × 12‐pixel sensor array that can automatically measure both positive and negative pressure distributions has been reported under ?20 and 10 kPa.