基于无掩模腐蚀技术的高性能微加速度传感器

针对深沟槽内结构制作困难的问题,基于单晶硅各向异性腐蚀原理,推导了[100]单晶硅在KOH溶液中无掩模腐蚀过程台阶宽度与无掩模腐蚀深度之间的解析表达式,通过工艺实验确定了单晶硅[311]面与[100]面的腐蚀速率比;采用适合于三明治微加速度传感器硅芯片制作的无掩模腐蚀成型工艺流程,实现了深沟槽内悬臂梁的准确成型,研制出一种±100gn量程的微加速度传感器.样品测试表明:运用无掩模腐蚀技术制作的微加速度传感器相对精度优于6 ×10-5,灵敏度为17.78 mV/gn.     

压阻式硅微加速度计的研制

介绍压阻式硅微加速度计的结构设计。采用等离子体刻蚀技术制作成硅微加速度计。该技术具有腐蚀深宽比高、掩模选择性好的特点,适用于微机械器件的制作。通过测试,加速度计的非线性达到0.2%。讨论了影响加速度计灵敏度的结构因素和工艺因素。     

一种非硅微加工技术制作的电热微驱动器

介绍了一种由非硅微加工技术制作的电热微驱动器。基于双金属效应,采用聚合物SU-8胶和金属镍作为功能材料和结构材料,铜为牺牲层材料制作电热微驱动器。利用ANSYS有限元分析软件进行仿真,模拟驱动位移随加热时间的变化关系,并由此得出驱动力的大小,比较结果后确定结构参数。再通过光刻、掩模电镀和牺牲层刻蚀等工艺,加工制作出了电热微驱动器样品,并对样品进行了观测和分析。     

基于单壁碳纳米管的压阻式柔性传感器

一维纳米材料与微结构结合的纳器件制造过程,实现了微纳加工工艺上的创新升级,有可能突破微米级器件的性能极限。首先利用传统的硅微加工技术,在综合性能优异的聚酰亚胺PI(Polyimide)薄膜上制作金(Au)微电极,形成排列有序的平行电极对;然后通过交流介电电泳的方法在微电极对间实现单壁碳纳米管SWNTs(Single-Walled Carbon Nanotubes)一维定向排布;接着采用区域选择性电沉积技术定域沉积Au压覆SWNTs,改善SWNTs与电极的接触特性。最后,针对基于SWNTs的柔性微纳传感器进行了力电特性测试。结果表明:在环境温度为(23±5)℃,湿度为65±15%RH,0.1 V工作电压下,压阻因子约为443,精度约为5.16%。上述研究结果在柔性微纳器件的制作方面显示了一定的应用前景,为实现超微型化和高功能密度化的柔性器件铺平道路。     

微/纳机构抗粘附研究进展

粘附现象是微/纳机构中特有的现象,在构件材料强度满足要求的条件下,微/纳机构中的粘附和摩擦是造成其失效的主要原因.如何防止或减轻粘附已成为微/纳机电系统(MEMS/NEMS)领域的研究热点.介绍了微/纳机构中的粘附问题,分析了粘附机理和各种粘附接触模型,说明了表面能法和微凸体积分法防粘附设计微/纳机构的原理,最后阐述了释放干燥工艺、减少实际接触面积和降低表面能等各种抗粘附措施.     

柔性微图形成型技术研究

柔性微图形成型技术是微细加工技术的一个新的方向。介绍了一种新的柔性成型系统——三维定位压控微流系统，并用它制作了柔性微五边形、六边形和微沟道。     

中国微米纳米-微纳结构对电容式柔性压力传感器性能影响的研究

设计制备出三明治结构的电容式柔性压力传感器,并对其性能进行研究.该传感器以银纳米线为电极材料,聚二甲基硅氧烷(PDMS)为柔性衬底,同时采用毛面玻璃和光面玻璃分别作为柔性衬底的制备模板,制备出微纳结构和平面结构的PDMS薄膜.然后采用喷涂法制备AgNWs/PDMS复合电极,以另外一层PDMS为介电层,将两电极面对面封装,得到电容式柔性压力传感器,最后系统研究了传感器的电极微纳结构对器件性能的影响.本文研究表明,具有微纳结构的AgNWs/PDMS复合薄膜传感器的灵敏度为1.0 kPa-1,而平面结构的AgNWs/PDMS复合薄膜传感器的灵敏度为0.6 kPa-1,由此可知具有微纳结构的柔性衬底能够显著提高器件的灵敏度.     

基于共振隧穿二极管的GaAs基压力传感器研制

为了突破传统的机电转换效应的宏观物理局限,为更高灵敏度、更低功耗的微/纳机电压力传感器的设计提供理论、工艺及实验依据,首次设计并利用微机械控制孔技术加工制作了基于AlAs/InxGa1-xAs/GaAs共振隧穿二极管(RTD)的GaAs基薄膜压力传感器,实现了RTD工艺与微机械加工技术的工艺集成.测试结果表明:该压力传感器的线性灵敏度达到0.1 mV/kPa.     

基于柔性电极结构的薄膜电容微压力传感器

基于柔性电极结构,本文设计、制作了薄膜电容微压力传感器,在阐述传感器工作原理的基础上,提出了两种设计思路,即基于柔性纳米薄膜的电容式微压力传感器和具有微结构的柔性电极薄膜电容式微压力传感器,并结合传感器的结构和柔性材料的加工特性,进一步提出了相应的力敏特性材料结构优化思路和加工流程,利用该流程得到了一种结构轻薄、工艺简单、高灵敏度的微压力传感器。经测试,本文制作的压力传感器的灵敏度能够达到218 fF/mmHg,在智能穿戴和可植入压力检测等领域显示出较好的应用前景。     

EFAB加工技术及其在微机电系统中的应用

EFAB是一种新型的微机械加工技术,它旨在快速、批量、自动化加工复杂的三维高深宽比微金属结构,该技术是在实体自由成型制作技术上发展而来的。本文主要介绍EFAB加工技术的工艺流程、发展和主要特点,列举EFAB技术在微器件制作中的应用情况,并将该技术与其他微机械加工工艺进行了比较。