一种控制硅深刻蚀损伤方法的研究

提出了提高硅深反应离子刻蚀的新方法。该方法在硅的侧壁PECVD淀积SiO2，硅的底部采用热氧化的方法形成SiO2。由于在刻蚀中硅与SiO2的刻蚀选择比为120∶1-125∶1，因此SiO2层可以抑制在硅-玻璃结构的刻蚀中出现的lag和footing效应，扫描电镜结果也证明，采用改进工艺后的硅结构在经过长时间的过刻蚀后仍然保持了完整性。硅陀螺测试结果也证明了改进工艺的正确性。

SF_6／CCl_2F_2反应离子深刻蚀硅中加O_2的研究

用ＳＦ＿６／ＣＣｌ＿２Ｆ＿２加Ｏ＿２混合气体，在普通的平板型反应离子刻蚀机上，进行了深刻蚀硅的研究。当掩膜厚度约１２０ｎｍ－１５０ｎｍ的Ｃｒ薄膜时，研究了Ｏ＿２在混合气体中的比例对刻蚀形貌和刻蚀速率的影响。用获得的各向异性刻蚀工艺，己刻蚀出高度为１０μｍ的硅台阶，台阶倾角小于５°，横向腐蚀约为０．５μｍ，刻蚀表面粗糙度约１０％。

深刻蚀的利器——ICP

等离子刻蚀技术作为一门较新的技术在半导体集成电路MEMS、光通讯技术及传感器制作等领域广泛应用。

微米尺度下键合强度的评价方法和测试结构

在MEMS器件的设计与加工过程中,键合技术是体硅工艺的一项关键技术。由于MEMS器件的特点,其键合的面积通常是在微米到毫米量级内,传统测试键合强度的方法不再适用,该尺度下键合强度的测试与评价成为MEMS工艺测试的难点之一。文章提出了一种新型的测试结构,对面积为微米量级下键合的最大抗扭强度进行了测试。实验设计一系列的单晶硅悬臂梁结构测试键合面积在微米量级时的最大剪切力,键合面为常用的正方形,其边长从6μm到120μm,计算得出的剪力与采用实体单元有限元分析结果计算出的作用力相对误差为4.9%,这一误差在工程中是可以接受的。实验得出最大剪切扭矩和相应的键合面积的曲线。MEMS器件的设计人员可以根据结论曲线,针对所需的抗扭强度设计相应的键合面积。

微剪切应力传感器的加工工艺

提出了一种感测单元不直接接触流场的微剪切应力传感器结构,详细阐述了其感测单元MEMS制作工艺。采用热氧化硅掩膜方法解决了硅深刻蚀的选择比问题;优化后的硅深刻蚀工艺参数:刻蚀功率1600W、低频(LF)功率100W,SF6流量360cm3/min,C4F8流量300cm3/min,O2流量300cm3/min。采用Cr/Au掩膜,30℃恒温低浓度HF溶液解决了玻璃浅槽腐蚀深度控制问题;喷淋腐蚀和基片旋转等措施提高了玻璃浅槽腐蚀表面质量。采用上述MEMS工艺制作了微剪切应力传感器样品,样品测试结果表明:弹性悬梁长度和宽度误差均在2μm以内、玻璃浅槽深度误差在0.03μm以内、静态电容误差在0.2pF以内,满足了设计要求。

双框架解耦微陀螺原理样机研制

为了把驱动工作模态和检测工作模态有效隔离,以减小模态间的互相干扰,设计了一种双框架解耦微机械陀螺。通过采用可工程化的鲁棒优化结构设计和工艺补偿的制造工艺,实现了工艺误差范围内的稳健设计。这种内外框架结构的微陀螺设计,包括自激闭环驱动电路和开环检测电路,对微陀螺进行测试,得到微陀螺驱动模态品质因素>2000,检测模态品质因素>800,量程为2400°/s,线性度<0.3%,灵敏度为1°/s。

微米尺度结构最大抗扭强度的在线测试和研究

提出了一种新型的测试结构,对面积为微米量级下键合的最大抗扭强度进行了测试.实验设计一系列的单晶硅悬臂梁结构测试键合面积在微米量级时的最大剪切力,键合面为常用的矩形其边长从6μm到120μm,并根据实际移动距离计算得出的最大剪切力.并实验实际得出最大剪切扭矩和相应的键合面积的曲线,以及最大扭转剪切破坏应力与悬臂梁加载距离的关系,并针对60μm×60μm的矩形键合结构进行了加载和位移的重复性实验测量,两次测量结果符合较好.微电子机械系统(microelectromechanical system,MEMS)器件的设计人员可以根据结论曲线,针对所需的抗扭强度设计相应的键合面积,为MEMS器件工艺的在线定量测试与设计提供参考.