用深反应离子刻蚀和介质填充技术制造具有高深宽比的超深电隔离槽

提出了一种利用深反应离子刻蚀(DRIE)和电介质填充方法来制造具有高深宽比的深电学隔离槽的新型技术.还详细讨论了DRIE刻蚀参数与深槽侧壁形状之间的关系,并作了理论上的阐述.采用经过参数优化的DRIE刻蚀深硅槽,并用反应离子刻蚀(RIE)对深槽开口形状进行修正,制造了具有理想侧壁形状的深槽,利于介质的完全填充,避免产生空洞.电隔离槽宽5μm,深92μm,侧壁上有0.5μm厚的氧化层作为电隔离材料.I-V测试结果表明该隔离结构具有很好的电绝缘特性:0～100V偏压范围内,电阻大于1011Ω,击穿电压大于100V.电隔离深槽被首次应用于体硅集成微机械陀螺仪上的微机械结构与电路之间的电气隔离与机械连接,该陀螺的性能得到了显著提高.     

硅在KOH中各向异性腐蚀的物理模型

针对硅在KOH中的各向异性腐蚀提出了一个新的物理模型.此模型从微观角度出发,根据实际的腐蚀化学反应过程确定了若干微观状态,提出了反映腐蚀特性的若干微观参数.将腐蚀温度、浓度等对腐蚀速率的影响也反映了进去.计算结果与实验结果进行了对比,表明此模型在解释硅在KOH中各向异性腐蚀特性等方面具有一定的合理性.     

反应离子深刻蚀中硅/玻璃结构footing效应的实验研究

针对反应离子深刻蚀中硅/玻璃键合结构的footing效应问题,用实验方法进行了研究.通过2～4和0.01～0.03Ω·cm两种不同电导率的硅结构过刻蚀的对比,以及对50,20和5μm三组不同间隙高度的器件结构过刻蚀的对比,揭示了单晶硅结构的电导率及器件结构和玻璃衬底间隙高度对footing效应的影响.实验结果显示电导率为2～4Ω·cm的硅结构比电导率为0.01～0.03Ω·cm的硅结构footing效应严重;硅结构和玻璃衬底的间隙为5μm的比间隙为20和50μm的footing效应严重, 对这一现象的理论分析认为,被刻蚀的硅的电导率越高, 硅结构与玻璃衬底的间隙越大,footing效应越不明显.本文中不同电导率和不同间隙高度的实验对比结果可以为硅微传感器材料类型的选取和器件的优化设计提供参考.     

硅在KOH中各向异性腐蚀的物理模型

针对硅在KOH中的各向异性腐蚀提出了一个新的物理模型.此模型从微观角度出发,根据实际的腐蚀化学反应过程确定了若干微观状态,提出了反映腐蚀特性的若干微观参数.将腐蚀温度、浓度等对腐蚀速率的影响也反映了进去.计算结果与实验结果进行了对比,表明此模型在解释硅在KOH中各向异性腐蚀特性等方面具有一定的合理性.     

一种新型静电驱动的单轴扭转微镜

基于MEMS技术的微镜在投影显示、光学扫描和光通信等领域中都具有重要的应用价值.本文提出了一种新型的静电驱动的单轴扭转微镜,这种MEMS微镜采用标准体硅工艺和绝缘连接工艺制成.由于驱动力作用线和扭转中心之间存在一定的距离,使得微镜在梳齿驱动器的横向静电力驱动下,发生一定角度的扭转.测试中发现了微镜初步设计中的薄弱环节,经过改进后可望进一步改善微镜的性能.     

反应离子深刻蚀中加强热传递和抑制Notching效应的方法

提出了一种在反应离子深刻蚀中既可以加强热传递又可以抑制notching效应的方法,尤其适用于含有细长梁结构的刻蚀.通过在硅结构的下表面溅射一薄层金属,以加强刻蚀过程中产生的热量的消散,降低了硅结构的温度.用有限元仿真和实验分别验证了该方法的有效性.同时,金属层也抑制了刻蚀离子所带电荷在绝缘介质层上的积累,防止了自建电场的产生,抑制了notching效应.该方法通过扫描电子显微镜的测量也得到了实验验证.加工了一个SOI梳齿驱动器,检验了本方法的有效性和适应性.     

一种新型静电驱动的单轴扭转微镜

基于MEMS技术的微镜在投影显示、光学扫描和光通信等领域中都具有重要的应用价值。本文提出了一种新型的静电驱动的单轴扭转微镜 ,这种MEMS微镜采用标准体硅工艺和绝缘连接工艺制成。由于驱动力作用线和扭转中心之间存在一定的距离 ,使得微镜在梳齿驱动器的横向静电力驱动下 ,发生一定角度的扭转。测试中发现了微镜初步设计中的薄弱环节 ,经过改进后可望进一步改善微镜的性能     

甘油加入BHF溶液作为牺牲层腐蚀方法的研究

提出了一种改进后的缓冲氢氟酸溶液,成分配比为4份40%氟化铵溶液、1份40%氢氟酸和2份甘油. 通过在牺牲层腐蚀过程中对腐蚀液加热和搅拌提高了其对氧化硅和铝的选择比,测定了氧化硅和铝的腐蚀速率随腐蚀液温度变化的关系,确定了这种腐蚀液的最优工作条件,研究了加入甘油对腐蚀液腐蚀效果的影响,并在实际器件加工过程中测试了这种方法.     

甘油加入BHF溶液作为牺牲层腐蚀方法的研究

提出了一种改进后的缓冲氢氟酸溶液,成分配比为4份40%氟化铵溶液、1份40%氢氟酸和2份甘油.通过在牺牲层腐蚀过程中对腐蚀液加热和搅拌提高了其对氧化硅和铝的选择比,测定了氧化硅和铝的腐蚀速率随腐蚀液温度变化的关系,确定了这种腐蚀液的最优工作条件,研究了加入甘油对腐蚀液腐蚀效果的影响,并在实际器件加工过程中测试了这种方法.     

微机械惯性传感器

综述微机械惯性传感器的基本工作原理和典型的器件结构,展望它的未来发展趋势。