硅多层微机械结构无掩模腐蚀新技术及在力敏结构制作中的应用

提出一种新型硅无掩模腐蚀技术，利用设计一块掩模和进行一次常规有掩蚀之后的无掩模腐蚀工艺，可制作多层次的硅微机械结构，结构层数原则上不受限制，各层次的位置和相应深度方便可控。基于该技术，给出了制作的几例多层力学量传感器结构结果。该技术将可望广泛应用于半导体微机械传感器和执行器中。     

形成硅多层微机械结构的“掩模-无掩模”腐蚀新技术

本文介绍了一种制作硅多层微结构的体微机械加工新技术．基于KOH溶液的无掩模腐蚀特性，仅用一层掩模进行一次从有掩模到无掩模的连续腐蚀工序，可在（100）硅片上制作各种以（311）晶面为侧面且进棱沿（110）晶向的多层次立体结构，原则上层面数不受限制，各个层面的位置和深度都可由一块掩模的设计和相应的腐蚀深度确定，该技术突破了传统各向异性腐蚀的局限性，使体微机械技术的加工能力大为扩展，可望在微电子机械系统的结构制作中广泛应用．     

硅微加速度传感器的对称梁岛结构设计

采用有限元方法，针对硅微加速度传感器的对称梁岛结构进行了力学特性分析，通过分析得出了该结构的尺寸对其位移量、谐振频率及模态振型的影响规律，为此类加速度传感器的设计提供参考。     

硅微机械加工技术

微机械的全称为微电子机械系统，是以微电子技术和微加工技术为基础的一项新技术。目前主要应用的是硅微加工方法。本书着重介绍了硅微加工技术中应用的各种方法，包括各向异性湿法化学腐蚀、硅片键合、表面微机械加工、硅的各向同性湿法化学腐蚀、微机械加工技术中干法等离子刻蚀技术、远程等离子腐蚀、高深宽比沟槽腐蚀、微型结构的铸模等内容。     

KOH溶液无掩膜腐蚀加工硅对称梁技术研究

本文介绍了利用ＫＯＨ腐蚀液对硅台阶、台面等三维结构进行无掩膜腐蚀的新技术．应用该技术可以制作出仅用常规各向异性腐蚀所无法形成的微机械结构，从而使腐蚀工艺的灵活性大为增加．通过分析与计算，给出了无掩膜腐蚀过程中三维结构的变化规律，并通过大量实验证实了这些规律．利用该工艺已成功地制作了一种微机械硅电容加速度传感器用的对称梁－质量块结构．这种结构的特点是梁的中平面与质量块质心位于同一水平面上，从而能消除相关的横向寄生灵敏度效应．     

硅各向异性腐蚀＜110＞条补偿图形腐蚀前沿控制

本文报道了一种由＜１１０＞条组成的，用于（１００）硅ＫＯＨ各向异性腐蚀的凸角补偿图形．该图形的设计特点是利用不对称的分枝和端点弯头对条上腐蚀前沿实现控制使补偿后凸角的削角大大减小．文中给出常用补偿图形的有效补偿长度和临界补偿时的削角比．该方法已应用于微机械硅加速度传感器的掩模设计．     

用于MEMS的硅湿法深槽刻蚀技术研究

针对用于MEMS的硅湿法深槽刻蚀技术,对KOH腐蚀液的配方、掩蔽技术等关键技术进行了研究,获得了优化的KOH腐蚀条件;利用该技术,成功地刻蚀出深度高达315μm、保护区域完好的深槽。为硅基MEMS体加工获得微机械结构提供了一个好方法。     

Cr掩模在硅湿法刻蚀中的应用研究

针对硅湿法刻蚀中常见的SiO2、Si3N4掩模的缺点,提出了以Cr薄膜层为刻蚀掩模的新方法,并进行了相应的试验.试验结果表明,Cr掩模湿法刻蚀技术可用于硅半导体器件的制作.此项工艺为硅湿法刻蚀加工提供了一条新的技术途径.     

走近MEMS技术(下)

四、加工技术微机械加工技术是制作微传感器与执行器的工艺技术，是微电子机械系统的工艺基础，它大致可以分为如卜四类：1、各向异性化学和电化学腐蚀硅单品性能比较稳定，但人们通过研究找到了对其具有明显腐蚀作用的腐蚀液。其中各向同性腐蚀波主要是硝酸、氯氟酸、水系统，它对硅材料各个方向的腐蚀速率几乎相问。如果搅动充分，区应物的运输良好，则可形成完美的球形凹坑和其他结构。这种腐蚀作用基本上不依赖于桂材料的晶向，故有利用掩膜对特定区域进行腐蚀时，掩膜边线下方的硅会受到钻依，使得腐蚀【的边界与掩股区的边界不一致。…     

一种采用双面对准的硅LIGA掩模制作研究

深Ｘ射线光刻是制作高深宽比ＭＥＭＳ结构的一个重要的方法。提出一种基于硅工艺和双面对准技术的ＬＩＧＡ掩模技术,工艺十分简单。采用该掩模,可进一步解决深Ｘ射线光刻中的重复对准多次曝光问题,给出了该掩模设计制作工艺过程及深Ｘ射线光刻结果,整个过程包括常常氮化夺、采用Ｋａｒｌ Ｓｕｓｓ双面对准曝光机进行ＵＶ光刻、电化学沉积金吸收体、体硅腐蚀形成支撑等。利用该掩模在北京ＢＥＰＣ的Ｘ射线光刻光束线上进行曝光。     

基于空间光调制器的无掩模光学光刻技术研究进展

随着器件特征尺寸的不断减小,传统光刻技术的加工分辨率受限于衍射极限已接近使用化技术的理论极限且成本过高。无掩模光刻技术是解决掩模价格不断攀升而引起成本过高的一种潜在方案,以成本低、灵活性高、制作周期短的特点在微纳加工、掩模直写、小批量集成电路的制作等方面有着广泛的应用。基于空间光调制器的无掩模光学光刻技术在提高分辨率和产出率方面取得了一定的进展,理论和实验上均取得了较好的效果。详细归纳介绍了基于空间光调制器的无掩模光学光刻技术的原理、特点以及研究进展。     

基于硅各向异性腐蚀的非球面微光学元件的制作

讨论了一种制作非球面微光学元件的新方法.此方法的关键步骤是将(100)硅在KOH∶H2O中的两步各向异性腐蚀.首先在硅衬底的掩模上开一组圆孔,圆孔的尺寸与最终的轮廓相对应.通过在硅衬底上腐蚀出一组凹球面状的微结构,一定的轮廓可以由一组这样的凹球面拼接而成.用这种方法可以简单高效地制作出很多用常规工艺难以加工的非球面、不规则的微光学元件.建立了描述此方法的模型,并进行了讨论分析.     

微机电系统技术：—硅基微加工

当前流行的硅基做加工技术主要有体微加工（bulkmieromachining）和表面做加工（sutheemic。achini。）两种。它们之间的主要区别为：前者将微机械的运动部件制作在硅衬底里,后者则将微机械运动部件制作在硅衬底表面上的薄膜里”健体微加工技术目前用体微加工技术制作的主要产品有：某些压力传感器、加速度传感器。微泵、微阀、微沟槽等微传感器、微机械和微机械零件等,这些产品的微结构的显著特点是它们都有可运动的悬臂梁或桥、可振动的膜或硅衬底里的沟槽。这些微结构的形成主要利用腐蚀技术和光刻技术相结合,有选择地从硅衬底上挖去…     

集成硅微机械光压力传感器

介绍了一种新颖的集成硅微机械光压力传感器的结构、工作原理、制造工艺和实验结果。该传感器是利用半导体集成电路微细加工技术和各向异性腐蚀相结合的方法，将传输、获取信息的光波导，敏感弹性硅膜和光电探测器集成在一块三维硅基片上得到的。它具有灵敏度高、抗干扰能力强、自身无需电源、防爆、成本低和可靠性高等优点。     

微电子机械系统技术及其应用

微电子机械系统技术的特点是可使制品微型化、集成化并以硅作为加工材料。该技术可分为体微机械加工、表面微机械加工、金属微机械加工和复合微机械加工四类。所采用的基础技术主要有:腐蚀技术、硅键合技术、多层无应力薄膜沉积技术、牺牲层技术、LIGA技术以及以上技术的复合,该项技术应用广泛。本文重点介绍在微传感器、微电机、机械滤波器和谐振滤波器等方面的应用,并探讨了发展方向。     

Metropolis蒙特卡罗模拟湿法腐蚀算法研究及应用

探讨了Metropolis蒙特卡罗方法模拟硅微加工各向异性湿法腐蚀仿真算法.在台阶流动(step flow)模型上引入了腐蚀概率方程,确定了蒙特卡罗转移概率.通过对不同相位晶面(vicinal surface)在掩模下的腐蚀模拟对提出的方法进行了校验分析,解释了蒙特卡罗法处理复杂晶面的原理和过程.模拟测试中,仿真程序能正确地再现不同晶向腐蚀速率特性以及凸角腐蚀的结构形态,经过与目前报道的元胞自动机以及其他种类蒙特卡罗法比较分析,模型具有较高的仿真效率和结果精度.最后,该系统模拟一个实际的微加速度传感器设计中的凸角补偿问题,在震动岛块的掩模补偿设计中验证了模型的正确性.     

Metropolis蒙特卡罗模拟湿法腐蚀算法研究及应用

探讨了Metropolis蒙特卡罗方法模拟硅微加工各向异性湿法腐蚀仿真算法.在台阶流动(step flow)模型上引入了腐蚀概率方程,确定了蒙特卡罗转移概率.通过对不同相位晶面(vicinal surface)在掩模下的腐蚀模拟对提出的方法进行了校验分析,解释了蒙特卡罗法处理复杂晶面的原理和过程.模拟测试中,仿真程序能正确地再现不同晶向腐蚀速率特性以及凸角腐蚀的结构形态,经过与目前报道的元胞自动机以及其他种类蒙特卡罗法比较分析,模型具有较高的仿真效率和结果精度.最后,该系统模拟一个实际的微加速度传感器设计中的凸角补偿问题,在震动岛块的掩模补偿设计中验证了模型的正确性.     

MEMS器件的腐蚀与释放

以硅微机械FP腔器件为代表，该器件采用了标准的硅表面加工工艺，分析了此类具有悬空结构的MEMS器件在进行牺牲层的腐蚀和最终的结构释放过程中的各种问题. 根据所遇到问题的不同情况对器件的设计和工艺流程进行了改进，并通过实验验证了其可行性.     

微电子机械系统及硅微机械加工工艺

微电子机械系统(MEMS)是一项21世纪可以广泛应用的新兴技术。硅微机械加工工艺是近年来随着集成电路工艺发展起来的MEMS主流技术。介绍了MEMS的特点、国内外MEMS的发展现状，讨论了MEMS的三种加工方法，着重探讨了硅微机械加工中常用的腐蚀、键合、光刻、氧化、扩散、溅射等工艺。     

多孔硅秃腔微结构的AFM和SEM研究

多孔硅微腔是采用交替变化脉冲腐蚀电流密度的方法制成的多孔度周期性变化的多孔硅结构。用原子力显微镜（AFM）和扫描电子显微镜（SEM）对多孔硅微腔的侧向解理的截面进行了观测，得到了不同多孔层及其界面处的图像。微腔截面的扫描电镜图像清楚地显示出第Ⅱ型多孔硅微腔的“三明治”结构，即中心发光层被夹在两个Bragg反射镜之间，这些结果表明结合分子束外延技术和电化学腐蚀方法可以很容易得到多孔硅微腔。