硅各向异性腐蚀技术研究

针对两种补偿结构探讨了硅的凸角腐蚀补偿原理,设计了补偿版图,并在KOH腐蚀液中进行实验验证,获得了好的直角凸面补偿效果。     

KOH湿法腐蚀中防金属腐蚀工艺研究

介绍了一种采用PROTEK材料作为保护层,在MEMS器件体硅湿法腐蚀加工工艺中保护金属电极的新工艺。采用这种新的工艺可以在MEMS体硅工艺传感器的加工过程中,完成所有IC工艺的加工后再进行MEMS体硅工艺的加工。实验结果表明:采用这种新的材料进行KOH腐蚀工艺的金属表面保护,既可以提高工艺加工效率,又可以提高工艺加工质量。该工艺可以广泛应用于MEMS体硅工艺中KOH湿法腐蚀的工艺加工,也可以应用于光电子器件的工艺加工。     

TMAH溶液中的(110)硅各向异性湿法腐蚀及其在不同添加剂下的腐蚀特性研究

研究了TMAH溶液中(110)硅片在不同几何形状掩膜窗口下的各向异性湿法腐蚀行为,探讨了(110)硅在TMAH与不同添加剂(过硫酸铵、异丙醇等)构成的腐蚀系统下的腐蚀特性.利用场发射扫描电子显微镜(SEM)观测(110)硅的腐蚀坑腔结构,利用扫描探针显微镜(SPM)测量(110)硅腐蚀的表面粗糙度.结果表明:(110)...     

硅杯腐蚀技术的研究

本文在大量实验的基础上,对微压传感器中硅杯形成的各向异性腐蚀技术的机理进行了详细分析,提出了几种切实可行的膜厚控制方法与正面图形的保护方法.对实验结果进行了分析与讨论,提出有价值的结论.     

石英湿法腐蚀及侧壁晶棱修平工艺研究

以石英陀螺的微结构为研究对象,对石英的湿法腐蚀规律进行研究.选用500 μn厚Z切向石英片,蒸镀10 nm厚Cr膜和200 nm厚金膜作为掩模层,选用40%氢氟酸和40%氟化铵的1:1混合溶液作为腐蚀液.通过在不同温度下的腐蚀试验,表明腐蚀速率随温度增加而增大,温度过低腐蚀过慢影响腐蚀效率,温度过高使石英侧壁表面粗糙度增加.经过试验摸索,在70℃下腐蚀,可获得表面质量较好的石英微结构.石英在湿法腐蚀中结构侧壁会产生两级晶棱,根据侧壁主要晶面的腐蚀速率,计算出修平侧壁两级晶棱所需时间分别为8h和27h,经过试验验证,在预计时间内,石英侧壁晶棱基本修平.     

一种新型MEMS双稳态微电磁驱动器的研究

介绍了一种新型MEMS双稳态微电磁驱动器,通过理论分析和有限元分析工具Ansys对器件的结构参数进行了优化设计,并证明了设计的可行性。利用金属基表面微加工技术与体硅微加工技术成功制作出这种驱动器,并对其弹性平台的弹性系数进行了标定,对驱动器的双稳态进行了调试。结果表明：此驱动器具有良好的双稳特性,响应时间短（约10ms）的特点。     

无掩模腐蚀下的凸角削角及补偿研究

在使用无掩模腐蚀制作硅微机械结构时，其结构凸角的削角特性有地常规有掩模腐蚀时的情况。本文通过分析和实验，研究了该情况下凸角削角尺寸的变化规律和特点，并给出了对其进行补偿的原则和方法。     

Pyrex 7740玻璃深刻蚀掩模研究

玻璃湿法深刻蚀掩模常采用低压化学气相沉积(LPCVD)多晶硅、Cr/Au金属层+光刻胶等,但往往会在玻璃中引入应力,影响后期应用(如阳极键合),而且Cr/Au金属层价格昂贵。为避免以上缺点,引入了SX AR—PC 5000/40保护胶+WBR2075干膜作为玻璃的刻蚀掩模,在HF︰NH4F,HF︰HCl,HF︰HCl︰NH4F刻蚀溶液中进行了大量实验。实验结果表明:SX AR—PC 5000/40抗腐蚀能力强,且成功实现了对Pyrex 7740玻璃131μm的深刻蚀。整个工艺过程与IC工艺兼容,可以进行圆片级批量加工。实验结果对圆片级封装和其他MEMS器件的制作有一定参考作用。     

基于原子模型的各向异性腐蚀模拟方法对比分析

分析了蒙特卡罗方法和元胞自动机法在微加工中各项异性腐蚀的特点和过程,开发了仿真系统,分别使用两种方法模拟使用掩模下的硅微加工过程.通过使用掩模获得的两个微结构的仿真结果,对元胞自动机和蒙特卡罗法的基本结果和特性进行了讨论和分析.两种方法在一定程度上都能正确地反映了实验的结果,元胞自动机在系统结构初步设计中能发挥更大的作用,而蒙特卡罗法能获得细致的表面结构,粗糙度等数据,在小尺度分析上具有更强的模拟能力.     

传感器的微机械加工中各向异性腐蚀过程的计算机模拟

本文介绍传感器微机械加工中使用的各向异性腐蚀的计算机模拟。     

全叉指电极d33模式压电悬臂梁俘能器研究

为了克服表面叉指电极d33模式微机电系统(MEMS)悬臂梁振动俘能器中存在的压电材料极化不完全、存在弯曲电场等问题,提出了一种电极贯穿于整个压电层的全d33模式MEMS悬臂梁振动俘能器.根据机电耦合模型,分析了电极尺寸与材料厚度对压电俘能器输出功率的影响.优化结果表明:当硅基底厚度为20μm、电极宽度1μm时,电极间距最优范围为25～75 μm,PZT材料最优厚度为7μm,归一化后得到功率密度为34.5mWcm-3gn-2.通过在表面叉指电极d33模式俘能器的基础上增加电镀电极工艺,设计了不锈钢基底的全d33模式MEMS俘能器的工艺流程,完成了部分单元工艺.     

SOI传感器的现状和发展趋势

SOI传感器具有耐高温、抗辐射、易于批量生产等优点。目前已开发出力学传感器、化学传感器、光传感器和磁传感器等新产品。介绍了SOI晶片的种类,SOI晶片在传感器和MEMS中应用的特点、SOI传感器的典型产品以及发展趋势。     

全固态汞离子选择电极的研究

汞是剧毒物质,易对水环境造成严重的污染,研发适合现场在线检测汞的技术非常必要。通过2个阶段的固相反应合成了一种全固态离子选择电极,电极成分为AgI,Ag2S和HgI,该电极对二价汞离子具有选择性,线性范围为10-110-5mol/L,斜率为29.3 mV/decade,pH适用范围为02,检测下限为3.31×10-6mol/L,响应时间小于3m in。     

基于SOI硅片研制新型P~+-I-N~+双注入磁敏差分电路

阐述基于SOI硅片制造新型P+ I N+双注入磁敏差分电路的设计原理和制造工艺。构成新型P+ I N+双注入磁敏差分电路的磁敏三极管的复合区采用MEMS中的各向异性腐蚀技术进行设置,给出了这种复合区的复合机理。实验结果表明:此种三极管具有磁灵敏度高、噪声低和可靠性高的特点。因此,由这种新型磁敏三极管构成的差分电路具有温度漂移小的优点。     

微型涂丝膜pH传感器的研制

制备一种可供活体测量的针状微型pH传感器。以高纯度Pt丝为基体,PVC为载体,α—萘胺为活性物质,THF为溶剂制成涂丝H+离子选择性电极。该电极在pH=2~11范围内成良好的线性响应,平均响应斜率为48mV/pH,抗干扰能力强,相对标准偏差在2%以内,响应时间小于10 s。其针状结构在在体测量中应用方便。     

用于心电信号采集的织物电极技术研究进展

针对传统Ag/AgCl胶状电极在长期心电监护中出现的问题和近年来可穿戴式健康监测的发展需求,对可用于心电信号采集的新型传感器技术——织物电极技术进行了综述。介绍了干电极、织物电极的概念;从有源电极和无源电极两方面分别对织物电极技术研究进展进行了分析;从制作工艺、导体材质、依托载体、电化学性能等织物电极技术进行了讨论;分析了目前织物电极在市场应用中的制约因素,并对未来织物电极技术的发展方向进行了展望。     

聚合精氨酸修饰玻碳电极在抗坏血酸存在条件下测定多巴胺

这种传感器是在玻碳电极上修饰聚合精氨酸,在这种修饰电极上,多巴胺通过静电吸附聚集在电极表面,这种修饰电极对多巴胺有较强的电化学响应.在0.1 mol/LPBS缓冲溶液(pH7.5)中,DA在此修饰电极(PLA/GCE)上通过脉冲伏安法所产生的在 0.158 v(vs.SCE)的氧化峰,与其浓度在1.96×10.～1.38×10-7mol/L的范围内成线性,检测限为2.0×10-8mol/L(S/N=3).这种低成本的修饰电极简单.具有较高的灵敏度、选择性、稳定性,该法用于药剂中DA的测定.结果满意.