新型硅-铝-硅结构MEMS加工技术及应用

提出了一种新型的硅-铝-硅结构的MEMS器件加工技术.采用了微电子工艺中的铝-硅烧结技术,将具有铝层的两个硅片键合在一起,并采用全干法深刻蚀技术在其中的一层硅片上进行MEMS器件的加工.该技术已成功应用到MEMS光开关及其他MEMS器件的制作中.     

基于MEMS技术硅微悬臂梁制作工艺研究

针对非制冷红外热成像中的双材料硅微悬臂梁阵列的结构要求,在MEMS常见加工工艺的基础上,提出了单个硅微悬臂梁的制作工艺路线。工艺中使用高浓度HF溶液释放牺牲层磷硅玻璃（PSG）。探讨了双层材料氮化硅和铝之间的断裂及氮化硅和硅基底之间的粘连问题,对工艺中影响成品率的关键因素残余应力进行了分析。     

基于MEMS牺牲层技术的发展现状

综述目前比较前沿的几种牺牲层技术的最新进展,简要阐述硅基牺牲层、光刻胶牺牲层、沉积锌牺牲层以及锗化硅(SiGe)牺牲层技术的基本原理和研究现状;同时对这些牺牲层技术的发展趋势以及应用前景进行展望,指出牺牲层技术是微机电系统推广和应用的关键性问题之一.     

柔性MEMS减阻蒙皮设计及其制作工艺

提出了一种电解水式驻留微气泡减阻的柔性微机电系统(MEMS)蒙皮技术,研究了蒙皮结构设计以及加工工艺。设计了一种包含柔性基底层、金属电极图案层和微凹坑阵列层的三层式蒙皮结构,提出了两种基于MEMS工艺的制作方法。分别采用聚二甲基硅氧烷(PDMS)和SU-8胶材料制作了微凹坑阵列层,并对其关键工序进行了实验研究。以SU-8胶为微凹坑阵列材料制作了柔性MEMS蒙皮样件。所制样件中,圆柱形驻气凹坑的直径为40μm、深度为50μm、密度为6.25×104/cm2、样件总厚度为90μm,可弯曲并贴附于截面直径为28mm的圆柱体表面而不损坏。结果显示了MEMS减阻蒙皮工艺的可行性,证明将电解水式驻留微气泡的柔性减阻蒙皮设计与MEMS工艺有机结合,是一种航行体表面减阻的有效技术途径。     

SiC薄膜制备MEMS结构

采用PECVD方法制备了无定形SiC薄膜,在此基础上,以SiC为结构层,利用传统的表面硅牺牲层工艺制作了电容式谐振器以及薄膜残余应力的在片检测结构。对SiC的MEMS结构进一步进行了长时间的腐蚀,以获得SiC材料的腐蚀特性。对SiC材料的力学特性进行了研究。深入探讨了退火工艺、薄膜硅碳原子比对SiC薄膜力学特性的影响,同时对薄膜硅碳原子比与制备工艺参数(包括硅烷、甲烷流量)之间的关系进行了实验研究。     

硅基MEMS标准体系研究

本文介绍了硅基MEMS标准化国内外发展状况,阐述了硅基MEMS标准体系在我国硅基MEMS标准化工作的中的意义,并说明了我国硅基MEMS标准体系框架的构成以及未来的标准研究内容。     

划时代的MEMS加工技术

介绍了MEMS技术的总体概况;阐述了MEMS加工技术的主要内容、特点和发展趋势;说明了MEMS加工技术的应用方向;提出了发展我国MEMS技术的一些建议.     

德尔森——高端智能传感器的中国智造——访德尔森控股有限公司总经理 牟恒

正关于MEMS传感器MEMS(微电子机械加工系统)技术的日趋成熟将为传感器行业带来一场新的革命,对于压力、差压、液位与流量传感器/变送器而言,其封装的传感器芯片将决定最终产品的性能与等级。以目前国际市场上广泛采用的硅芯片技术而言,硅压阻技术加工工艺成熟,但其信噪比特性与温度特性有待提高;硅谐振技术加工工艺复杂,过压特性不好;德尔森MD系列芯片采用创新的单晶硅双梁悬浮式技术,结合了硅压阻与硅谐振技术双方特点,并于设计与工艺上做出了创新的优化实现高精度、高稳定、低温度影响、超高过压等优异性能,完全适用于工业过程控制、自动化制造、航天航空、汽车与船舶、医疗卫生等多个领域。     

电场驱动喷射沉积微3D打印高分辨率氮化铝陶瓷基电路

现有技术在高分辨率高密度电路的低成本批量化制造上仍然面临巨大挑战，无法满足陶瓷基电路对高频、高速、高密度集成的要求。提出了一种结合牺牲层的电场驱动喷射沉积微3D打印高分辨率氮化铝陶瓷基电路的新方法，该方法利用牺牲层克服了因陶瓷表面粗糙导致的射流不稳定问题，并借助牺牲层表面疏水特性进一步缩小线宽，实现了高分辨率电路的制造。实验研究了打印参数(电压、气压、打印高度、打印速度)、牺牲层以及烧结工艺对打印银线线宽和形貌的影响并优化了工艺参数。最后，使用含银量70%(质量分数)的导电银浆结合优化的工艺参数，在氮化铝基材表面实现了多种复杂电路图案制造，包括线宽/线距为2/3的高密度高分辨率电路图案以及目前已报道的最小线宽为8.1μm的导电银线。研究结果表明，结合牺牲层的电场驱动喷射沉积微尺度3D打印氮化铝陶瓷基电路新方法可为小型化、高功率陶瓷基集成电路低成本批量化制造提供有效途径。     

中国微纳制造研究进展

介绍了中国微纳制造领域的总体概况。从微构件力学性能、微纳摩擦磨损及粘附行为研究、典型微流体器件输运特性研究、拓扑优化技术在微纳结构设计中的应用研究、微传热学的研究和微测试方法和装置的研究具体介绍了微纳制造基础理论方面取得的进展。从设计方法、硅基微机电系统(Micro electro mechanical system,MEMS)制造工艺、非硅MEMS制造工艺等方面介绍了微系统设计与加工工艺研究进展。从物理量微传感器、微执行器件与系统、微纳生化传感与分析和微能源等方面介绍了微纳器件与微纳系统的研究进展,最后对中国微纳制造发展进行了总结和展望。     

面向工程振动环境监测需求的MEMS加速度计及其应用

要:随着我国重大建设项目的日益增多,核电设施、大型桥梁、大科学装置等重要建筑工程对其所处环境的振动控制要求愈发苛刻,对工程振动的监测需求也日益强烈.基于硅微加工和超精密制造的MEMS加速度计集成度更高、尺寸更小、功耗和成本更低,高度契合需要使用极多加速度计的振动环境监测的应用需求.文中介绍了压电式和电容式MEMS加速度...     

微细加工技术研究进展

微细加工技术是随着微机电系统(MEMS)技术的发展而被广泛接受的一种在微小尺度内实现功能、信息集成化的生产加工技术。文中阐述近年来国内外微细加工的发展动向及开发的一些新加工技术,详细介绍了基于超精密加工、硅微加工、LIGA加工、原子力显微镜加工及微/纳压印加工技术等微细加工技术,探讨了各种加工技术的优越性、适用性及可靠性并提出展望。     

MEMS技术的研究现状和新进展

介绍MEMS技术几个主要方面的研究现状和最新进展:MEMS的加工技术、封装技术、检测技术。阐述MEMS技术仍面临的问题。     

服务于微电子产业的MEMS新技术

UV-LIGA技术是MEMS微细加工中一种非常重要的技术.结合厚胶工艺,可以利用金属电镀的方法制作出各种金属MEMS结构.UV-LIGA技术一方面由于其低温的特点可以很好的与后COMS工艺兼容,被用在片上集成高性能射频无源器件方面.另一方面,还可以将金属电镀工艺与硅微机械技术相结合,制作出用于圆片级测试的微机械探卡.文中主要介绍这种有产业前景的技术及其在器件制作上取得的成果.     

基于非硅衬底的微机电系统惯性开关的研制

以非硅表面微加工技术为基础,在玻璃衬底上设计和制造一种简单可靠并有反向冲击保护的单向一次触发微机电系统(Micro electro-mechanical system,MEMS)惯性电学开关.该设计采用连体蛇形弹簧将可动电极(质量块)悬空固定,用挡块作为反向冲击保护,其敏感方向为平行于衬底面的水平方向,整个器件使用成本较低而又方便的叠层电镀镍工艺制作.通过对弹簧一质量块系统运动过程的理论分析和有限元仿真,研究器件阈值加速度与其质量块厚度的关系,并用落锤试验对封装器件的阈值加速度以及峰值为100g(g=9.8 m/s2)半正弦冲击下的响应进行了测试,得到该微开关的阈值加速度分布在58g～72g,基本符合预期设计的60g阈值加速度要求,响应时间约为10-4s量级,与有限元仿真结果吻合较好.     

隧道掘进机大数据研究进展：数据挖掘助推隧道挖掘

随着传感与智能化技术不断发展，隧道掘进机的运行监测日趋完善，所记录的海量实测数据不仅包含了装备作业过程的重要信息，也蕴含了装备内部及其与外部环境的相互作用机理，通过一定方法对这些数据进行深度挖掘与分析对于提升装备设计、分析、运行与维护水平具有十分重要的意义。为总结和分析隧道掘进机实测数据研究方法与应用状况，首先概述隧道掘进机实测数据的来源、构成与特点，从数据驱动的装备状态识别与性能预测、地质识别与地表改变预测、隧道健康监测与预警三个方面综述国内外相关文献，总结和归纳当前研究的难点、优点与不足，最后从隧道掘进机实测数据预处理方法、多源异构数据建模方法、模型泛化能力提升方法、数据计算平台等方面对未来研究方向进行初步分析与展望，为后续隧道掘进机大数据研究提供参考与借鉴。     

MEMS中基底和薄膜的CMP制造技术

化学机械抛光(ChemicalMechanical Polishing,CMP)工艺已运用于微机电系统(Micro-Electro-Mechanical System,MEMS)中,并逐渐成为研制高品质微纳器件不可或缺的一道关键技术。区域压力调整、抛光终点检测等技术已经引入到CMP工艺,确保片内不均匀性(Within-wafer Nonuniformity,WIWNU)小于5%,同时有效减小"蝶形"和"腐蚀"等抛光缺陷。CMP在MEMS领域中的运用工艺过程更为复杂,抛光对象更为多元,表面质量要求更高。结合硅、介质层、石英、锗、铂和聚合物等自行开发的CMP工艺以及抛光后清洗处理,详细讨论和阐述CMP工艺如何运用于MEMS领域。实验结果表明,采用CMP工艺,结合抛光液改进和兆声清洗,不仅可以实现薄膜的全局平坦化,而且可以获得高品质的超薄基底、无损的硬质应变薄膜和用于低温直接键合的表面粗糙度小于0.5nm键合表面。CMP技术是研制高品质的可应用于MEMS器件的基底和薄膜的有效手段。     

特种微型机械加工技术

综述微型机电系统/微型机械的三维形状加工及极限尺寸加工的研究开发现状.相对硅微细加工和LIGA工艺,不采用掩膜版的特种微细加工技术,如微细激光成型、微细电火花加工以及微细机械加工等近年来取得较大进展,在三维微小机械结构成型上有独到优势;同时扫描隧道显微加工技术的开发将微型机械向极限尺寸领域推进.微型机电系统/微型机械的长足发展有赖于融合已有先进技术和交叉学科思想的微型机械加工技术的进一步研究开发.     

微尺度MEMS上层芯片表面应变测量的方法研究

随着微纳加工技术的发展,微机电系统器件的运用领域愈加广泛,其中微机械结构的变形失效机理研究显得尤为重要.针对MEMS上层硅芯片在微尺度情况下的表面应变测量,提出了一种结合光学显微视觉、硅芯片表面特征图案的光刻工艺技术和数字图像处理技术的方法.经由该方法提取出表面图案的边缘特征,进而获得硅芯片表面的微小应变情况.通过测量...     

In situ wear studies of surface micromachined interfaces subject to controlled loading

Friction and wear are major limiting factors for the development and commercial implementation of devices fabricated by surface micromachining techniques. These tribological properties are studied using a polycrystalline silicon nanotractor device, which provides abundant, quantitative information about friction and wear at an actual microelectromechanical system (MEMS) interface. This in situ approach to measuring tribological properties of MEMS, combined with high-resolution atomic force microscope (AFM) images of wear tracks, provides insight into the effects of different MEMS surface processing on wear. In particular, monolayer coatings have a significant positive effect, while surface texturing does not strongly affect performance.