硅MEMS器件加工技术及展望 被引量：24

1

作者 徐永青 杨拥军 《微纳电子技术》 CAS 北大核心 2010年第7期425-431,共7页

介绍了几种典型的硅基MEMS加工技术以及应用,并简单展望了MEMS加工技术发展趋势。硅基MEMS加工技术主要包括体硅MEMS加工技术和表面MEMS加工技术。体硅MEMS加工技术的主要特点是对硅衬底材料的深刻蚀,可得到较大纵向尺寸可动微结构,体... 介绍了几种典型的硅基MEMS加工技术以及应用,并简单展望了MEMS加工技术发展趋势。硅基MEMS加工技术主要包括体硅MEMS加工技术和表面MEMS加工技术。体硅MEMS加工技术的主要特点是对硅衬底材料的深刻蚀,可得到较大纵向尺寸可动微结构,体硅工艺包括湿法SOG(玻璃上硅)工艺、干法SOG工艺、正面体硅工艺、SOI(绝缘体上硅)工艺。表面MEMS加工技术主要通过在硅片上生长氧化硅、氮化硅、多晶硅等多层薄膜来完成MEMS器件的制作,利用表面工艺得到的可动微结构的纵向尺寸较小,但与IC工艺的兼容性更好,易与电路实现单片集成。阐述了这些MEMS加工技术的工艺原理、优缺点、加工精度、应用等。提出了MEMS加工技术的发展趋势,包括MEMS器件圆片级封装(WLP)技术、MEMS工艺标准化、MEMS与CMOS单片平面集成、MEMS器件与其他芯片的3D封装集成技术等。 展开更多

关键词 微电子机械系统 体硅工艺 表面工艺 穿硅通孔 3D封装

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硅微热致动泵设计及其加工工艺的研究 被引量：2

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作者 崔天宏 周兆英 +2 位作者 王晓浩 叶雄英 杨岳 《仪表技术与传感器》 EI CSCD 北大核心 1998年第8期10-13,共4页

本文提出了一种新结构的硅微热致动泵，着重对其关键加工工艺进行了综述分析和实验研究，可为国内相关领域的研究提供一定的参考。

关键词 微型机械 微型泵 硅微加工工艺 硅微热致动泵

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紫外皮秒激光刻蚀体硅工艺研究 被引量：6

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作者 骆公序 荆超 +2 位作者 汪于涛 王丽 沈佳俊 《应用激光》 CSCD 北大核心 2019年第6期1002-1005,共4页

针对体硅的加工应用,开展皮秒紫外激光三维刻蚀单晶硅工艺研究。通过工艺实验,得出在激光脉冲能量6μJ,固定XY点间距4μm,在单晶硅上刻蚀600μm×600μm方槽,单次去除的深度在1μm,单次加工用时0.5 s,加工的侧壁在14°,可以获... 针对体硅的加工应用,开展皮秒紫外激光三维刻蚀单晶硅工艺研究。通过工艺实验,得出在激光脉冲能量6μJ,固定XY点间距4μm,在单晶硅上刻蚀600μm×600μm方槽,单次去除的深度在1μm,单次加工用时0.5 s,加工的侧壁在14°,可以获得较好的200μm深度的三维结构。皮秒紫外激光体硅加工在工艺流程上更为简洁,加工效率高,对环境污染小,设备成本小。 展开更多

关键词 激光应用 体硅工艺 激光直接加工 紫外皮秒激光

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可动微机电器件摩擦磨损测试方法研究 被引量：2

4

作者 孟永钢 郭占社 《润滑与密封》 CAS CSCD 北大核心 2006年第7期12-14,17,共4页

为比较真实地模拟可动微机电器件侧面间的摩擦磨损状况,进而研究MEMS器件的摩擦磨损规律,设计和研制了一种基于单晶硅材料的微摩擦试验模块,利用微机械体硅工艺及键合技术,将摩擦磨损测试单元、加载单元以及微力传感元件集成在单一的芯... 为比较真实地模拟可动微机电器件侧面间的摩擦磨损状况,进而研究MEMS器件的摩擦磨损规律,设计和研制了一种基于单晶硅材料的微摩擦试验模块,利用微机械体硅工艺及键合技术,将摩擦磨损测试单元、加载单元以及微力传感元件集成在单一的芯片上。最后,在大气环境下借助数字光学显微镜和图像处理技术对该试验模块的静、动态摩擦因数及磨损状况进行了测试。试验结果表明:随着正压力的增加,该摩擦副的摩擦因数相应减小,在较长时间的摩擦过程中磨粒表面出现了比较严重的氧化现象。 展开更多

关键词 微机电器件 摩擦磨损 体硅工艺 键合技术 摩擦因数

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单片三轴硅微机械振动陀螺仪研究 被引量：2

5

作者 许宜申 王寿荣 王元山 《高技术通讯》 CAS CSCD 北大核心 2006年第10期1034-1038,共5页

设计、制造了一种单片集成三轴硅微机械振动陀螺仪.该器件由两个结构完全相同的单轴水平陀螺仪和一个单轴垂直陀螺仪组合而成,三只单轴陀螺仪均采用静电驱动、电容检测的结构形式.采用体硅溶解薄片法制造了该三轴陀螺仪芯片,并对其在空... 设计、制造了一种单片集成三轴硅微机械振动陀螺仪.该器件由两个结构完全相同的单轴水平陀螺仪和一个单轴垂直陀螺仪组合而成,三只单轴陀螺仪均采用静电驱动、电容检测的结构形式.采用体硅溶解薄片法制造了该三轴陀螺仪芯片,并对其在空气中的驱动性能进行了初步测试.测试结果表明,该单片三轴硅微机械振动陀螺仪驱动模态的实际谐振频率与理论值之间的最大误差小于5%,满足设计要求. 展开更多

关键词 微机械振动陀螺仪 三轴陀螺仪 体硅溶解薄片法

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0.6μm MOS器件稳态总剂量损伤效应研究 被引量：2

6

作者 罗尹虹 郭红霞 +3 位作者 张凤祁 姚志斌 何宝平 岳素格 《固体电子学研究与进展》 CAS CSCD 北大核心 2010年第1期37-41,63,共6页

合作制备了体硅0.6μm工艺直栅和环栅不同设计结构的MOS器件,开展了稳态高剂量率电离辐射总剂量效应试验。通过对实验数据进行分析,研究当器件特征尺寸达到亚微米、深亚微米时,不同设计结构、不同辐照偏置条件对实验结果的影响。分析了... 合作制备了体硅0.6μm工艺直栅和环栅不同设计结构的MOS器件,开展了稳态高剂量率电离辐射总剂量效应试验。通过对实验数据进行分析,研究当器件特征尺寸达到亚微米、深亚微米时,不同设计结构、不同辐照偏置条件对实验结果的影响。分析了器件的短沟效应、窄沟效应、DIBL增强效应,为器件设计加固提供了有益的试验数据。 展开更多

关键词 体硅0.6 μm工艺 高剂量率 总剂量效应

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Zr基非晶合金超塑性成形工艺研究 被引量：6

7

作者 廖广兰 王俊 +1 位作者 喻强 朱志靖 《华中科技大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第12期29-32,共4页

采用感应耦合等离子体刻蚀工艺制备了微型硅模具,基于硅模具研究了非晶合金Zr41.25Ti13.75Ni10Cu12.5Be22.5的超塑性微零件成形工艺.采用差示扫描量热仪测定了Zr41.25Ti13.75Ni10Cu12.5Be22.5的过冷液相区间为360～440℃,在过冷液相区... 采用感应耦合等离子体刻蚀工艺制备了微型硅模具,基于硅模具研究了非晶合金Zr41.25Ti13.75Ni10Cu12.5Be22.5的超塑性微零件成形工艺.采用差示扫描量热仪测定了Zr41.25Ti13.75Ni10Cu12.5Be22.5的过冷液相区间为360～440℃,在过冷液相区间热压成形非晶合金微零件、机械研磨去除零件飞边和采用40%的KOH溶液腐蚀去除硅模具,得到非晶合金微型零件.自主研制了成形设备,仿真分析与实验相结合,解决了成形过程中设备的温度控制问题,比较分析了不同温度下的成形结果,实验与仿真结果符合较好.在410℃条件下成功制备出模数0.03、齿数66和厚度500μm的微型内齿轮,齿形轮廓清晰,X射线衍射仪扫描结果显示该微齿轮为非晶结构,从而验证了采用该工艺制备微型零件的可行性. 展开更多

关键词 非晶合金 超塑性 成形工艺 硅模具 温度控制

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高浓度硼深扩散自停止腐蚀层硅片工艺研究 被引量：2

8

作者 唐海林 凌宏芝 《电子元件与材料》 CAS CSCD 北大核心 2007年第9期59-61,共3页

为制备用于硅溶片工艺的高浓度硼深扩散自停止腐蚀层硅片,对扩散掺杂工艺进行了研究。结合预淀积和再分布两种条件下扩散的特点,采用两步法工艺制备了高浓度硼深扩散硅片,研究了影响杂质浓度和扩散深度的再分布与预淀积时间比。扩散所... 为制备用于硅溶片工艺的高浓度硼深扩散自停止腐蚀层硅片,对扩散掺杂工艺进行了研究。结合预淀积和再分布两种条件下扩散的特点,采用两步法工艺制备了高浓度硼深扩散硅片,研究了影响杂质浓度和扩散深度的再分布与预淀积时间比。扩散所得硅片的测试结果与理论计算相当吻合,当再分布与预淀积时间比为1.5倍时,扩散结深为21.7μm,自停止腐蚀层为14μm。 展开更多

关键词 电子技术 MEMS 体硅溶片工艺 高浓度硼深扩散 自停止腐蚀 预淀积 再分布

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一种新型静电驱动的单轴扭转微镜

9

作者 王丛舜 熊春阳 +2 位作者 杨振川 张大成 方竞 《微纳电子技术》 CAS 2003年第7期419-421,共3页

基于MEMS技术的微镜在投影显示、光学扫描和光通信等领域中都具有重要的应用价值。本文提出了一种新型的静电驱动的单轴扭转微镜 ,这种MEMS微镜采用标准体硅工艺和绝缘连接工艺制成。由于驱动力作用线和扭转中心之间存在一定的距离 ,使... 基于MEMS技术的微镜在投影显示、光学扫描和光通信等领域中都具有重要的应用价值。本文提出了一种新型的静电驱动的单轴扭转微镜 ,这种MEMS微镜采用标准体硅工艺和绝缘连接工艺制成。由于驱动力作用线和扭转中心之间存在一定的距离 ,使得微镜在梳齿驱动器的横向静电力驱动下 ,发生一定角度的扭转。测试中发现了微镜初步设计中的薄弱环节 。 展开更多

关键词 静电驱动 单轴扭转微镜 梳齿驱动器 体硅工艺 MEMS技术

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基于体硅工艺的GLV光学调制器的研制

10

作者 刘英明 徐静 +1 位作者 李四华 吴亚明 《光通信技术》 CSCD 北大核心 2012年第4期22-24,共3页

采用体硅微加工工艺制作了一种基于光栅光阀(GLV)的光学调制器,使用仿真软件对器件参数进行了优化设计。对加工出来的器件进行了测试,并对测试结果进行了分析。器件成功的实现了光学调制的功能,采用10kHz的方波信号进行调制时,得到了峰... 采用体硅微加工工艺制作了一种基于光栅光阀(GLV)的光学调制器,使用仿真软件对器件参数进行了优化设计。对加工出来的器件进行了测试,并对测试结果进行了分析。器件成功的实现了光学调制的功能,采用10kHz的方波信号进行调制时,得到了峰峰值为50mv,响应时间为10μs的调制后波形。 展开更多

关键词 体硅工艺 光栅光阀 光学调制器 绝缘体上硅 消光比

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体硅热膜传感器单片集成工艺的研究

11

作者 邹学锋 沈路 何洪涛 《微纳电子技术》 CAS 北大核心 2010年第7期437-442,450,共7页

针对MEMS热膜式传感器的发展趋势和在实用化过程中存在的问题,提出了一种新型的单片电路和体硅MEMS热膜式传感器实现集成制造的嵌入式CMOS工艺技术,解决了MEMS制造工艺和CMOS集成电路工艺之间存在的兼容性问题。通过这种嵌入式CMOS工艺... 针对MEMS热膜式传感器的发展趋势和在实用化过程中存在的问题,提出了一种新型的单片电路和体硅MEMS热膜式传感器实现集成制造的嵌入式CMOS工艺技术,解决了MEMS制造工艺和CMOS集成电路工艺之间存在的兼容性问题。通过这种嵌入式CMOS工艺技术,可以实现具备最小体积、最低成本的MEMS器件。通过这种嵌入式热膜式传感器和CMOS处理电路的单片集成制造工艺,实现了一款热膜式传感器和IC放大电路的集成部件,并完成了相关基本电性能测试和传感器功能的演示验证,证明了设计的工艺路线的可行性。 展开更多

关键词 微电子机械系统 体硅工艺 单片集成 温度兼容性 交叉污染

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分离式片上微摩擦测试机构及其制作

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作者 郭占社 姜春福 +1 位作者 张欲晓 郑德智 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第21期2539-2542,共4页

为有效模拟基于单晶硅材料的微机电器件摩擦副的摩擦磨损状况,设计了一种分离式片上微摩擦测试机构。该测试机构利用微机电系统体硅工艺及键合技术,把加载机构、测试机构、摩擦副以及力传感器集成在一个单一的硅片上。对该机构的测试结... 为有效模拟基于单晶硅材料的微机电器件摩擦副的摩擦磨损状况,设计了一种分离式片上微摩擦测试机构。该测试机构利用微机电系统体硅工艺及键合技术,把加载机构、测试机构、摩擦副以及力传感器集成在一个单一的硅片上。对该机构的测试结果表明:摩擦副之间的静摩擦因数约为0.9,动态摩擦因数随着施加在摩擦副上正压力的变化而变化。 展开更多

关键词 片上微摩擦测试机构 体硅工艺 键合技术 动态摩擦因数 静态摩擦因数

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基于体硅工艺的大厚度硅基垂直互联结构 被引量：1

13

作者 曾鸿江 《山东工业技术》 2020年第1期84-87,共4页

针对传统的圆柱型硅通孔(TSV)垂直互联结构的厚度薄、结构可靠性低等缺陷,本文设计了一种新型基于MEMS体硅腐蚀工艺的硅基垂直互联结构。这种新型硅基垂直互联结构具有大厚度、低成本、易于与硅基CMOS工艺兼容等优点,可运用于三维硅基... 针对传统的圆柱型硅通孔(TSV)垂直互联结构的厚度薄、结构可靠性低等缺陷,本文设计了一种新型基于MEMS体硅腐蚀工艺的硅基垂直互联结构。这种新型硅基垂直互联结构具有大厚度、低成本、易于与硅基CMOS工艺兼容等优点,可运用于三维硅基微系统的封装集成技术。 展开更多

关键词 硅基板 垂直互联结构 体硅工艺

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低热机械噪声MEMS加速度计设计 被引量：4

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作者 杨丹琼 陈志龙 +3 位作者 徐静 钟少龙 李四华 吴亚明 《传感器与微系统》 CSCD 北大核心 2011年第11期89-91,95,共4页

介绍了一种能够在大气条件下具备低噪声、高灵敏度特性的MEMS加速度计设计、制作与测试。器件采用梳齿电容检测方法,利用MEMS体硅加工工艺,实现了210对梳齿的加速度计制作。该加速度计不需要真空封装和阻尼孔就能实现低热机械噪声特性,... 介绍了一种能够在大气条件下具备低噪声、高灵敏度特性的MEMS加速度计设计、制作与测试。器件采用梳齿电容检测方法,利用MEMS体硅加工工艺,实现了210对梳齿的加速度计制作。该加速度计不需要真空封装和阻尼孔就能实现低热机械噪声特性,其理论热机械噪声为0.018μg/槡Hz。加速度计芯片在大气封装和无阻尼孔情况下Q值高达455.06,与理论分析结果相符,具有较低的热机械噪声。 展开更多

关键词 加速度计 热机械噪声 体硅工艺 梳齿电容 滑膜阻尼

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基于多掩膜光刻工艺的MEMS体硅加工 被引量：4

15

作者 黄占喜 吴亚明 李四华 《功能材料与器件学报》 CAS CSCD 北大核心 2011年第3期313-318,共6页

本文提出了一种新颖的MEMS多掩膜工艺,实现了带有大台阶和大深宽比窄槽的衬底上的体硅精细加工。通过薄胶多次光刻在衬底上制作出氧化硅(SiO2)、氮化硅(Si3N4)、光刻胶(photo-resist,PR)等材料的多层掩膜图形,每层掩膜可以进行一次衬底... 本文提出了一种新颖的MEMS多掩膜工艺,实现了带有大台阶和大深宽比窄槽的衬底上的体硅精细加工。通过薄胶多次光刻在衬底上制作出氧化硅(SiO2)、氮化硅(Si3N4)、光刻胶(photo-resist,PR)等材料的多层掩膜图形,每层掩膜可以进行一次衬底刻蚀或腐蚀,刻蚀或腐蚀完毕后去除该层掩膜。该工艺解决了MEMS工艺中的深坑涂胶和光刻问题,结合深反应离子刻蚀(Deep Re-active Ion Etching,DR IE)、湿法腐蚀等工艺可以用于多级台阶、深坑底部精细结构、微结构释放等MEMS工艺。 展开更多

关键词 MEMS 光刻 多掩膜 体硅工艺

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梳齿差分电容式体硅微加速度计(英文) 被引量：2

16

作者 何洪涛 徐永青 +3 位作者 杨拥军 吕苗 郑锋 吝海峰 《微纳电子技术》 CAS 2002年第11期25-28,共4页

提出了一种体硅微加速度计的设计和制造方法,同时设计了它的闭环反馈伺服电路,分析了加速度计的质量块、悬臂梁和梳尺间隙对量程、非线性、灵敏度、抗冲击能力和带宽等特性的影响。已经加工出的微加速度计,其全量程为±60g,非线性度... 提出了一种体硅微加速度计的设计和制造方法,同时设计了它的闭环反馈伺服电路,分析了加速度计的质量块、悬臂梁和梳尺间隙对量程、非线性、灵敏度、抗冲击能力和带宽等特性的影响。已经加工出的微加速度计,其全量程为±60g,非线性度0.2%,带宽1kHz,灵敏度200mV/g,抗冲击能力10kg。对由加速度计结构设计、温度和伺服电路造成的零位漂移现象进行了分析,提出了一种制造微加速度计的新颖MEMS工艺———正面释放体硅工艺。 展开更多

关键词 微机电系统 正面释放体硅工艺 体硅加速度计

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一种新型三轴电容式加速度计的设计分析 被引量：5

17

作者 王守明 汪祖民 《电子科技》 2010年第3期86-89,共4页

设计了一种新型结构的体硅工艺梳齿电容式加速度计,该设计采用2个检测质量块,分别检测水平方向和垂直方向的加速度。x,y水平方向不对称梳齿的设计,消除了z轴对水平轴向加速度的干扰,同时z轴支撑梁的设计,解决了水平轴向对z轴的干扰。电... 设计了一种新型结构的体硅工艺梳齿电容式加速度计,该设计采用2个检测质量块,分别检测水平方向和垂直方向的加速度。x,y水平方向不对称梳齿的设计,消除了z轴对水平轴向加速度的干扰,同时z轴支撑梁的设计,解决了水平轴向对z轴的干扰。电容的差分结构有利于提高加速度计的检测性能。用Ansys仿真软件对敏感结构进行静态和模态分析,理论上验证了所提出的三轴电容式加速度计整体结构的可行性。 展开更多

关键词 不对称梳齿 电容式加速度计 体硅工艺

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采用DDSOG工艺加工Z轴微机械陀螺仪实验 被引量：3

18

作者 何晓磊 苏岩 《东南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第4期545-548,共4页

从理论上分析了Z轴微机械陀螺仪结构的工作机理,比较了体硅薄片融解工艺和DDSOG工艺的优缺点.介绍了采用DDSOG工艺加工的Z轴微机械振动陀螺的特点,并与采用体硅薄片融解工艺加工的相同Z轴微机械振动陀螺进行了残余应力、品质因数及灵敏... 从理论上分析了Z轴微机械陀螺仪结构的工作机理,比较了体硅薄片融解工艺和DDSOG工艺的优缺点.介绍了采用DDSOG工艺加工的Z轴微机械振动陀螺的特点,并与采用体硅薄片融解工艺加工的相同Z轴微机械振动陀螺进行了残余应力、品质因数及灵敏度等性能参数的比较,采用DDSOG工艺后陀螺的驱动品质因数是原来体硅薄片融解工艺的1.45倍,而检测品质因数是原来的0.11倍.最后,比较了采用2种不同工艺加工后Z轴微机械陀螺的实验结果,结果表明采用DDSOG工艺加工后陀螺的灵敏度比原来采用体硅薄片融解工艺加工的陀螺的灵敏度提高了近10倍. 展开更多

关键词 体硅薄片融解工艺 DDSOG 灵敏度 微机械陀螺仪

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三维掩膜硅各向异性腐蚀工艺释放微悬空结构 被引量：1

19

作者 黄占喜 吴亚明 《微纳电子技术》 CAS 北大核心 2011年第5期326-332,共7页

提出了一种新颖的基于三维掩膜的硅各向异性腐蚀工艺,即利用深反应离子刻蚀、湿法腐蚀等常规体硅刻蚀工艺和氧化、化学气相沉积(CVD)等薄膜工艺制作出具有三维结构的氧化硅(SiO2)或氮化硅(Si3N4)薄膜,以该三维薄膜作为掩膜进行各向异性... 提出了一种新颖的基于三维掩膜的硅各向异性腐蚀工艺,即利用深反应离子刻蚀、湿法腐蚀等常规体硅刻蚀工艺和氧化、化学气相沉积(CVD)等薄膜工艺制作出具有三维结构的氧化硅(SiO2)或氮化硅(Si3N4)薄膜,以该三维薄膜作为掩膜进行各向异性腐蚀,该工艺可以应用于MEMS微悬空结构的制作。利用该工艺成功地在单片n-Si(100)衬底上完成了一种十字梁结构的释放,并对腐蚀的过程和工艺参数进行了研究。 展开更多

关键词 微悬空结构释放 体硅工艺 三维掩膜 各向异性腐蚀 腐蚀模拟

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基于体硅MEMS技术的悬浮微结构加工工艺研究 被引量：3

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作者 刘晓兰 朱政强 +1 位作者 党元兰 徐亚新 《电子与封装》 2015年第7期37-40,共4页

针对体硅MEMS加工技术的特点,确定了悬浮微结构的加工工艺流程,并对加工过程中的硅基深槽腐蚀工艺和ICP刻蚀工艺这两项关键技术及其中的重要影响因素进行了研究,得到了硅基深槽腐蚀的溶液类型、浓度和温度等工艺参数,以及ICP刻蚀工艺的... 针对体硅MEMS加工技术的特点,确定了悬浮微结构的加工工艺流程,并对加工过程中的硅基深槽腐蚀工艺和ICP刻蚀工艺这两项关键技术及其中的重要影响因素进行了研究,得到了硅基深槽腐蚀的溶液类型、浓度和温度等工艺参数,以及ICP刻蚀工艺的功率、气体流量等工艺参数。根据优化的工艺参数,采用厚度为400μm的N型<100>硅片加工了外形尺寸为3 mm×3 mm、线宽尺寸为100±2μm、硅槽深度为390±2μm的悬浮微结构样件。 展开更多

关键词 体硅工艺 悬浮微结构 硅基深槽腐蚀 ICP刻蚀

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