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.     

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。     

硅表面牺牲层技术

着重介绍了硅ＭＥＭＳ加工技术中的表面牺牲层技术及其应用，并给出了我国ＭＥＭＳ发展的概况。     

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。     

非硅MEMS聚酰亚胺牺牲层技术研究

MEMS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，牺牲层是MEMS应用中的关键技术，该技术可实现结构悬空和机械移动。目前，聚酰亚胺已成为MEMS开关中一种主要的牺牲层材料。本文介绍了非硅MEMS聚酰亚胺牺牲层技术，通过实验解决了聚酰亚胺固化、金属膜溅射及释放问题。     

MEMS开关中聚合物牺牲层去除方法研究

制作了一种以聚酰亚胺作为牺牲层的低下拉电压开关,聚酰亚胺牺牲层采用反应离子刻蚀(RIE)工艺进行刻蚀。研究了刻蚀功率对刻蚀时间的影响,检验了不同刻蚀功率与刻蚀时间组合条件下开关梁的结构完整性,优化了该RIE工艺。实验结果表明,聚酰亚胺牺牲层的去除效果较好,其侧向刻蚀率为1.3 μm/min。最终获得了具有2 μm以下间隙、结构完整的MEMS开关梁。     

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.     

MEMS器件牺牲层腐蚀释放技术研究

以非制冷红外焦平面阵列和热剪切应力传感器为代表,分析了这两种典型的薄膜悬浮结构和带空腔结构的MEMS器件在进行二氧化硅牺牲层的腐蚀和最终结构释放过程中的各种问题。根据二氧化硅的腐蚀机理,指导了对腐蚀孔(槽)的设计,通过测量不同条件下的腐蚀速度,得出升温、超声、适时更换腐蚀液是加快腐蚀速度的方法,基于粘连现象中拉起长度的概念,提出基于硅衬底下突点制作及释放牺牲层的方法,并获得了成功释放。     

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。     

电镀法制作活动微结构的牺牲层工艺

报道了一种采用电镀方法制作活动微结构的牺牲层工艺，该牺牲层技术可用于微电子机械装置中活动部件的制作。利用电镀形成Ｚｎ牺牲层，结合微细加工技术中的ＬＩＧＡ工艺对该工艺进行了验证，制作出可活动的微齿轮结构，齿轮直径为２５０μｍ。     

测量多层膜结构中薄膜厚度的一种新方法

提出一种基于平行板电容测微原理进行多层膜材料的测厚方法。该方法用有效电极直径西3mm电容传感头,通过变化空气隙△h进行多次测量,对输出电压V值进行线性拟合,得到空气隙与测量电压的关系,计算出被测厚度,测量精度达0．01μm。若采用有效电极直径西1mm传感头,测量精度可达0．001μm。通过理论分析和实验证实,该方法不需对被测材料提前标定相对介电常数,不需特殊制备样件,是非接触测量,测量方法简单、成本低。因此适用于各种薄膜、特别是多层结构膜的无损膜厚测量及平面度测量。     

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.     

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.     

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.     

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.