ITO透明导电薄膜的射频磁控溅射制备

为保证氧化铟锡(ITO)薄膜良好的导电性和很高的可见光透过率,通过射频磁控溅射在光学玻璃基底上制备了ITO薄膜,采用分光光度计和四探针测试仪测试了ITO薄膜电阻率和在可见光范围内的透过率,X射线衍射(XRD)测试薄膜晶相结构.研究基底温度、氧气和氩气流量比和退火时间等工艺对ITO薄膜光电特性的影响.研究结果表明:在氧气和氩气流量比为1∶99、基片温度200℃、溅射功率150W、250℃退火60min条件下,沉积的ITO薄膜厚度约为1.4μm,ITO薄膜光电特性最佳,电阻率为3.42×10^(-3)Ω·cm,可见光范围内峰值透过率为89.27%.

高深宽比硅台阶落差结构的精密成型

针对MEMS深硅台阶刻蚀产生硅草导致器件短路的问题,分析了硅草形成的原因,通过对深硅台阶刻蚀的主要工艺参数,如刻蚀钝化时间、Ar物理轰击设置单因素实验,提出一种基于Bosch工艺,即采用周期性“刻蚀-钝化-预刻蚀”进行精密台阶结构落差成型的方法,该方法主要通过大幅度提高预刻蚀偏置功率和合理配置刻蚀钝化时间来进行实验。结果表明:在预刻蚀偏置功率100W、预刻蚀时间0.8s的工艺条件下,可以有效的抑制硅草的产生;台阶刻蚀完成后再采用SF6刻蚀气体对台阶侧壁清扫10s,确保硅草去除完全,此时获得的台阶落差结构平整光滑,刻蚀的梳齿垂直度优于90°±1°。该方法 具有重复性好、工艺简单的特点。

基于硅各向同性腐蚀工艺的三维曲面壳体微谐振器制备技术

轴对称3D曲面壳体谐振器具有自身对称性好、耐冲击能力强、可靠性高的特点,是应用最为广泛的谐振器之一,但因制备工艺涉及薄壳结构的曲面成形过程,属于MEMS3D工艺,很难进行批量化制备。基于硅各向同性湿法技术对多晶硅3D曲面壳体谐振器的批量化制备工艺进行了实验研究。设计了脱模法制备多晶硅3D曲面壳体结构的工艺流程,实验优选体积比为15∶10∶75的醋酸、氢氟酸、硝酸的混合液各向同性腐蚀制备硅半球腔模具,利用自制的水浴设备和水平度可调夹具,对刻蚀液温度和扩散速度进行了有效控制,减弱了反应放热和硅基片放置不水平对硅半球腔圆度与粗糙度的影响。制备了直径为0.8~1.3mm的多晶硅3D曲面壳体结构,测试对称性最好优于0.4%,多晶硅3D曲面壳体结构的表面粗糙度优于1nm。在0.2Pa的压强下,激光多普勒测试得到曲面壳体谐振器的谐振频率为28kHz,Q值为14365,调节驱动电压和偏置电压可实现谐振器四波腹谐振模态的模式匹配,基频差趋于零。

硅半球深腔结构无损检测技术

半球深腔的加工质量是决定硅基MEMS半球陀螺精度的关键因素之一,及时检测半球深腔的形貌参数并将其反馈至加工过程,是确保高性能MEMS半球陀螺研制成功的重要措施。由于硅半球深腔的深度较大,台阶仪和光学显微成像系统无法对半球深腔的形貌特征进行有效测量。因此,需要将硅深腔结构剖开后采用扫描电镜(SEM)进行检测。这种检测方式时间周期长,且属于破坏性的样本检测,效率和测试精度都较低。提出以硅半球深腔为模具,利用PDMS铸模将硅半球深腔的结构尺寸和表面形貌转移到PDMS凸起的半球模型上,通过检测PDMS半球模型的尺寸结构和表面形貌,即可反推出硅半球深腔的尺寸特征。经实验验证,脱模后的PDMS模型可以准确地反映出半球深腔的尺寸信息,测量结果的不确定度小于5‰,有效解决了硅半球深腔无损检测的难题。