微结构制备中选择性多孔硅牺牲层技术的研究

利用多孔硅形成的选择性。在指定的硅衬底区域制作多孔硅作牺牲层，提出了制作微结构，后进行阳极氧化，形成多孔硅牺牲层的工艺，由此制备出了良好的悬空结构，并对多孔硅形成的选择性、掩模材料和工艺条件进行了研究。     

MEMS中的牺牲层技术

MEMS技术作为微电子技术应用的新突破,促进了现代信息技术的发展。牺牲层技术是MEMS应用中的关键,用以实现结构悬空和机械可动。本文介绍了MEMS技术发展中的几种牺牲层技术,并进行了简要评述。     

一种MEMS复合牺牲层工艺的研究

以MEMS滤波器中的MEMS开关牺牲层的工艺为例,通过同时运用聚酰亚胺和正胶作为牺牲层材料的方法,避免了牺牲层单独使用聚酰亚胺做材料难于去除,或单独使用光刻胶做材料,叠层旋涂光刻胶时会出现龟裂的缺点.改善了牺牲层固化和刻蚀的效果,减小了刻蚀的时间.此研究应用在表面微细加工工艺中,对MEMS加工工艺具有一定的参考价值.     

(中国微米纳米)一种牺牲层工艺中金属电极保护方法研究

为了在牺牲层工艺中保护金属电极不被腐蚀,提出了一种利用铝层保护金属电极的方法。在试验中采用了两种铝保护层厚度300nm和1μm,在两种腐蚀液体4NH4F:1HF:2甘油和1HAC: 1NH4F中进行了试验,通过试验表明,铝金属层在两种腐蚀液体中都能够有效保护金属电极,延长牺牲层的腐蚀时间。最后,通过SOI微加速度计加工工艺进一步验证了该方法的有效性。     

RF MEMS工艺中牺牲层的去除方法研究

研究了MEMS开关聚酰亚胺牺牲层的去除，通过添加少许碳粉，能够减少刻蚀时间。讨论了在这种刻蚀情况下刻蚀温度和刻蚀时间之间的关系。此研究应用在表面微细加工工艺中，对MEMS加工具有重要的参考价值。该研究还可应用于RF MEMS开关、可调电容、高Q值悬臂电感、MOSFET等制造工艺中。     

LIGA和微细EDM技术制造不锈钢微结构的研究

通过LIGA技术与微细电火花技术相结合，可以在硬质合金、不锈钢等材料上加工出微结构，这一新的方法必将拓宽微细加工的能力和应用范围。利用LIGA技术制备线宽70μm、厚度达730μm的铜工具电极，采用微细电火花技术在不锈钢片上加工出线宽90μm、具有复杂形状的微结构。     

一种新颖的MEMS表面工艺牺牲层厚度的电测量方法

牺牲层厚度是MEMS表面工艺中的一个重要参数,对它的测量和控制有着重要的意义。目前大多采用光机械的方法来测量,但是测试方法复杂、测试时间长。本文介绍了一种新颖的MEMS表面工艺牺牲层厚度测试技术,实现了牺牲层厚度的电测量。测试方法简单快捷,并且很便于测试系统集成。     

用多孔硅作牺牲层制备硅基电容式微传声器

提出了一种新的硅基电容式微传声器的制备方法，即采用多孔硅牺牲层技术制备声学孔，采用聚酰亚胺膜作声学振膜，采用该方法制备出的电容式微传声器器件，开路灵敏度为107．8dB，在400～10kHz之间，频率响应较为平坦，可以实现语音通信。     

基于微机械的多孔硅牺牲层技术

多孔硅作为一种牺牲层材料 ,在表面硅微机械加工技术中有着重要的应用。文中综合讨论了三种不同的多孔硅牺牲层技术 ,并用后两种“在低掺杂衬底上的多孔硅牺牲层技术”,制作了良好的悬空微薄膜结构 ,同时对多孔硅表面的薄膜淀积 ,和制备过程中的掩膜材料等进行了分析 ,为利用多孔硅工艺制作各种 MEMS器件奠定了基础。     

Fabrication of Silicon Condenser Microphone Using Porous Silicon aa Sacrificial Layer

A new technology for the fabrication of silicon condenser microphones is presented. The technology is based on the use of porous silicon as sacrificial layer for the acoustic holes and the polyimide diaphragm for the acoustic membrane. The microphone with an open-circuit sensitivity of -107. 8dB and a flatter frequency response between 400Hz and 10kHz has been fabricated with this technology. The microphone can be used for acoustic communication.     

用氧化多孔硅作牺牲层制备硅基电容式微传声器

提出了一种新的工艺方法制备硅基电容式微传声器.用氧化多孔硅作牺牲层制备空气隙,用约15μm厚的浓硼掺杂硅作为微传声器的刚性背极板.采用该方法制备的微传声器,在500Hz至11kHz的工作频率下,灵敏度范围为-55dB(1.78mV/Pa)到-45dB(5.6mV/Pa),随着频率的升高,灵敏度呈上升趋势,截止频率超过20kHz.     

用氧化多孔硅作牺牲层制备硅基电容式微传声器

提出了一种新的工艺方法制备硅基电容式微传声器.用氧化多孔硅作牺牲层制备空气隙,用约15μm厚的浓硼掺杂硅作为微传声器的刚性背极板.采用该方法制备的微传声器,在50 0 Hz至11k Hz的工作频率下,灵敏度范围为-55d B(1.78m V/Pa)到-4 5d B(5.6m V/Pa) ,随着频率的升高,灵敏度呈上升趋势,截止频率超过2 0 k Hz     

牺牲层腐蚀二维数值模拟与仿真

建立了基于扩散方程的二维腐蚀模型,并给出相应的边界条件.为求解二维扩散方程,分别给出了有限差分显式和隐式求解算法.得到了每一时刻溶液在具体位置的浓度值,再由Topography模型计算腐蚀前端面的腐蚀情况得到腐蚀前端行进轮廓线.编程实现了对多种不同牺牲层几何结构以及组合结构腐蚀过程的仿真,最后实验验证了模拟的真实性.     

SiO2牺牲层刻蚀实验的研究与分析

氢氟酸(HF)刻蚀SiO2牺牲层受多种因素影响,其中刻蚀液的温度、组分、浓度、被刻蚀结构的形式及结构内部的残余应力等是最主要的。样品设计了多种测试结构,深入研究这些因素对刻蚀速率及结果的影响,并进行了详细的讨论与分析。通过实验可观察到刻蚀过程中的反应限制阶段与扩散限制阶段,说明经长时间的刻蚀,HF的扩散效应将成为影响刻蚀速率的主导因素。对于实验过程中观察到的"凸"状的刻蚀前端和"晕纹"现象,分析认为结构中的应力梯度及材料间不同的亲水性质是产生这些现象的主要原因。     

牺牲层腐蚀二维数值模拟与仿真

建立了基于扩散方程的二维腐蚀模型,并给出相应的边界条件.为求解二维扩散方程,分别给出了有限差分显式和隐式求解算法.得到了每一时刻溶液在具体位置的浓度值,再由Topography模型计算腐蚀前端面的腐蚀情况得到腐蚀前端行进轮廓线.编程实现了对多种不同牺牲层几何结构以及组合结构腐蚀过程的仿真,最后实验验证了模拟的真实性.     

Bubble结构牺牲层腐蚀的一种改进模型

以往的牺牲层腐蚀模型把扩散系数看作是常数,然而,实验结果和以往模型的计算结果在腐蚀开始一段较短的时间内吻合较好,但随着腐蚀时间的变长两者的差异越来越明显.为了解释这一现象并使模型能够较好地预测腐蚀过程,提出了腐蚀模型应该考虑氢氟酸扩散系数是浓度的函数,并在此基础上得到了改进模型.在改进模型中,浓度的下降会引起扩散系数的增大,这部分补偿了腐蚀前端浓度的下降.另外在改进模型中,扩散系数还是温度的函数.实验表明,改进模型与实验结果吻合地较好.这些结果不仅为对牺牲层腐蚀机理的理解提供新的证据,而且也为溶液在bubble结构里面的扩散提供新的证据.文中所观察到的这些现象也适合于其他类型的牺牲层腐蚀,条件是其腐蚀过程是受扩散限制的.