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。     

微硅型光机电系统集成化技术中的金属布线

针对微硅型光机电系统集成化技术中电路和金属布线与硅微各向导性深腐蚀工艺之间的不相容问题，从寻求一种电路和金属布线保护层的思想出发，提出了用ＳｉＯ２／Ｃｒ复合膜作电路和布线保护膜的新工艺方法。解决了微硅型光机电系统集成技术中长期存在的电路和布线中的关键技术。     

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。     

微硅型光机电系统休成化技术中的金属布线

针对微硅型光机电系统集成化技术中电路和金属布线与硅微向向异性深腐蚀工艺之间的不相容问题、从寻求一种电路和金属布线保护层的思想出发，提出了用ＳｉＯ２／Ｃｒ复合膜电路和布线保护膜的新工艺方法。解决了微硅型光机电系统集成技术中长期存在的电路和布线中的关键技术。     

微通道板腐蚀工艺研究

根据微通道板芯皮料玻璃的性质,选择了腐蚀工艺的腐蚀液,即HCl和NaOH溶液.利用真空压差法和显微镜形貌分析法,检测和分析了微通道板腐蚀工艺中通道的腐蚀进程.在腐蚀过程中,利用测量微通道板质量损失法衡量了腐蚀的程度,并检查了腐蚀效果.依据实验结果分析,提出了有效的微通道板酸-碱-酸交替腐蚀工艺以及具体的工艺参数.采用此工艺,可使芯料和芯皮料扩散层被完全腐蚀,同时避免了皮料被腐蚀,得到了光滑的通道壁,形成稳定的二次电子发射层.     

微系统技术及其应用

在过去几年里,微系统技术取得了长足发展,主要有两个原因:第一是市场需求对微系统技术发展产生的巨大推动力,第二是微电子微机械加工技术的发展为微系统技术奠定了有力基础。 微系统属于高新技术,它采用不同于传统机械加工的全新工艺,它的出现将在工业界引起深刻的变化。发达国家如美、日、德均投入巨资发展微系统技     

温度对Si-MCP电化学腐蚀过程中空穴输运的影响

在电化学腐蚀硅微通道这一工艺过程中,温度是其中一个很重要的影响因素。通过研究温度对电化学腐蚀硅微通道过程中空穴输运的影响,加深对电化学腐蚀硅微通道这一过程的认识。利用电化学光照辅助阳极氧化法以n型(100)晶向单晶硅为研究对象,设计实验,得到硅微通道阵列在不同温度条件下的I-V特性扫描曲线、孔道的形貌以及孔道的深度;根据晶体中的散射机制的相关原理,研究了温度与载流子迁移率和扩散系数之间的关系;根据实验,得到了暗电流与温度的关系。最后通过对上述实验结果的分析,得出温度越低由空穴输运产生的空穴电流密度就越低,同时暗电流的值也越低,在较低温度下通过电化学腐蚀法制备的硅微通道结构形貌较好。     

TMAH单晶硅腐蚀特性研究

TMAH是一种具有优良的腐蚀性能的各向异性腐蚀剂,选择性好,无毒且不污染环境,最重要的是TMAH与CMOS工艺相兼容,符合SOC的发展趋势。TMAH正逐渐替代KOH和其他腐蚀液,成为实现MEMS工艺中微三维结构的主要腐蚀剂。本文着重介绍了TMAH的特性、工艺条件及应用。     

基于HNA溶液腐蚀的微半球谐振陀螺研究进展

基于微电子机械系统(MEMS)加工技术的微半球谐振陀螺在吸收了传统半球陀螺全角测量优势的同时具有体积小,质量轻,成本低以及适合批量化生产的特点。在使用牺牲层法来制备微半球壳层结构的过程中,如何在单晶硅上制作一个表面光滑的、结构整体对称性高的半球型模具对于半球谐振子的性能有决定性的影响。在HNA(氢氟酸、硝酸、醋酸)各向同性腐蚀液制作微半球谐振子模具的原理基础上,介绍基于HNA溶液各向同性腐蚀的微半球谐振陀螺研究进展,指出了各向同性腐蚀工艺目前所面临的主要技术问题,并对此提出了一些可能的解决途径。     

大直径SI-GaAs中的位错和微缺陷

利用化学腐蚀法对直径150mm LEC SI-GaAs单晶片进行腐蚀,并用金相显微镜对腐蚀后的样品进行检测.在样品中发现了不同形貌的位错和微缺陷,其中球形微缺陷和胞状位错尤为常见.本文对样品中缺陷的类型、密度和分布等情况进行了描述和讨论.     

大直径SI-GaAs中的位错和微缺陷

利用化学腐蚀法对直径150mm LEC SI-GaAs单晶片进行腐蚀,并用金相显微镜对腐蚀后的样品进行检测.在样品中发现了不同形貌的位错和微缺陷,其中球形微缺陷和胞状位错尤为常见.本文对样品中缺陷的类型、密度和分布等情况进行了描述和讨论.     

压电微泵一体化自闭环微系统热管理技术研究

近年来,以嵌入式微流体液冷散热技术为代表的主动热管理因其优异的散热性能而被广泛研究。然而,嵌入式微流体液冷散热技术常使用体积较大的外置泵、阀等构成流体回路,以致该技术难以应用于现有的射频微系统。该文提出了一种集成压电微泵阵列的一体化自闭环微系统热管理方法,并完成了该微系统样机的设计与研制。在常温、高温与低温环境下分别对该微系统样机供液流量及散热性能进行了测试。常温测试结果表明,在芯片热流密度为250.9 W/cm²时,芯片表面温升能控制在56 ℃以下,而集成的2×2压电微泵阵列实现了高达57 mL/min的供液流量。该技术可用于解决高功率射频微系统的高效一体化热管理问题。     

雷达中的微系统及国外研究现状

文中对微系统技术在雷达领域的应用前景进行了分析,并对国外最新发展现状进行了总结和评估。微系统技术范畴非常广,包含微电子、光电子、微机电等多个方面。微电子技术方面,片上系统和芯片级组件等技术极大提高了天线的集成度;微加工技术可实现系统级封装,将可以在一个或几个晶片上实现一部高频段有源相控阵天线;光电子可提高雷达系统带宽、隔离度,极大提升后端处理能力,将光子技术与互补金属氧化物半导体工艺相结合是实现低成本的有效途径。对更小体积、更低成本、更高性能的追求是雷达领域永恒的主题,微系统与雷达的结合是必然趋势。     

无掩膜腐蚀与伺服型电容式微加速度计

为了解决“三明治”这类微器件制作的深窄槽结构成型问题,运用无掩膜湿法腐蚀技术,成型悬臂梁雏形后再成型质量块,较好地实现了悬臂梁与质量块同时准确成型,研制出±70g和±5g两种不同量程的微加速度计。样品测试表明,利用这项技术所制作的微加速度计相对精度皆优于1×10^-4。其中,±70g量程的残差可控制在7mg以内,非线性可达0．02％;±5g量程的残差在0．4mg左右。     

自停止腐蚀工艺的观察

自停止腐蚀工艺是在大规模集成电路工艺基础上发展起来的一项腐蚀工艺 ,它利用不同浓度的腐蚀剂对不同掺杂浓度的硅片腐蚀速度差异 ,达到制备一定形状的器件的目的 ,这项工艺在微机械器件的制作中 ,具有特殊的意义。本文即是利用不同浓度的ＫＯＨ溶液对硼掺杂浓度小于 1× 1 0 19ｃｍ- 3 时的 <1 0 0 >硅 ,腐蚀速率为常数 ,而硼掺杂浓度超过该浓度时 ,腐蚀速率迅速下降的特点 ,来制备薄膜的。其主要工艺参数如下 :<1 0 0 >面双面抛光Ｐ型硅片 ,正面氧化 1 μｍ ,光刻硼扩散窗口。预氧化 ,80ｎｍ后 ,浓硼预淀积 ,温度 1 1 0 0℃ ,通Ｎ2 40ｍ…     

InP/空气隙结构的制作与特性

研究了采用不同溶液制作InP/空气隙的侧向腐蚀工艺,对腐蚀速率、晶向选择性、表面形貌进行了分析;研究了粘附释放工艺;在上述基础上制作完成了InP/空气隙结构,并采用微拉曼光谱来分析其应力分布情况,证实了制作工艺的可靠性.     

PCR生物芯片微反应腔的制作及其热分析

在PCR生物芯片的制作过程中,微反应腔制作是关键部分之一.本文利用硅基微机械加工工艺,分别采用湿法化学腐蚀、干法等离子体刻蚀及两者相结合的方法进行了微反应腔的制作.通过扫描电镜分析,证明干法和湿法腐蚀相结合的制作工艺能加工出较理想的微反应腔体.本文还利用ANSYS软件对微反应腔进行温度分布和热特性分析.     

PCR生物芯片微反应腔的制作及其热分析

在PCR生物芯片的制作过程中 ,微反应腔制作是关键部分之一。本文利用硅基微机械加工工艺 ,分别采用湿法化学腐蚀、干法等离子体刻蚀及两者相结合的方法进行了微反应腔的制作。通过扫描电镜分析 ,证明干法和湿法腐蚀相结合的制作工艺能加工出较理想的微反应腔体。本文还利用ANSYS软件对微反应腔进行温度分布和热特性分析。     

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．     

基于微光机电系统的微感知技术

微光机电系统技术是在微机电系统技术基础之上发展起来的具有多种学科交叉融合特征的前沿高新技术,在该技术上建立的微感知技术是未来微系统技术的核心技术之一.由于微感知技术具有微型化、集成化和智能化的特点,未来在国防军工、精密仪器、特殊工业,以及环境检测等领域将有广泛的应用前景.首先描述了微感知技术的技术特征,同时对当前国内外的微感知技术研究情况进行了介绍,总结了微光机电系统的几个亟待突破的技术问题,并指出了微感知技术面临的挑战.通过对发展微感知技术需要关注问题的思考,对我国微感知技术的发展提出了建议.