四电极系统P—N结自停止腐蚀研究

本文测量了硅的电化学特性，在此基础上进行了四电极系统Ｐ－Ｎ结自停止腐蚀研究．结果表明，对Ｐ－Ｎ结漏电大的样品也可实现自停止，克服了其他Ｐ－Ｎ结自停止腐蚀技术存在的不足，拓宽了其应用范围．对腐蚀样品的测试结果表明，其膜厚平均值为２１．７μｍ，与外延层厚相一致，成功地实现了腐蚀过程中的膜厚精密控制．研究还表明用这一技术进行多片同时自停止腐蚀是可行的．

高浓度硼深扩散自停止腐蚀层硅片工艺研究

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。

基于TMAH溶液的PN结自停止腐蚀的研究

MEMS器件的性能与尺寸密切相关。介绍了一种精确控制器件尺寸的各向异性腐蚀方法——基于改进TMAH溶液的PN结自停止腐蚀。这种方法几乎不刻蚀铝,从而与CMOS工艺良好地兼容。应用这种办法正面腐蚀,成功释放结构,尺寸与设计比较符合,证明了这种方法的可行性及易操作性。

基于金硅腐蚀自停止技术的亚微米梁制作研究

提出了利用无电极电化学腐蚀自停止技术制作亚微米梁结构的新工艺方法。根据金硅腐蚀自停止现象发生的条件,结合硅材料的各向异性腐蚀特性,设计器件结构,利用腐蚀暴露面积变化实现了硅的选择性自停止腐蚀。在(111)型硅片上利用原电池钝化效应一次性腐蚀出与衬底绝缘,由约4μm厚的金电极支撑,厚度约为235 nm的亚微米梁结构,具有制作简单、成品率高、成本低等特点,应用前景广阔。

OEIC台面腐蚀工艺研究

深入研究了牺牲层腐蚀机制,摸索出完整的台面自停止工艺并实际应用于OEIC器件制作。实验中发现了侧蚀、台面变形以及表面清洁等问题。从实验现象着手分析,并由此对工艺进行了改进,采用了新的腐蚀剂和工艺步骤。改进后的工艺解决了上述问题,可以完全满足后续工艺的要求。

一种新型电容式压力传感器(英文)

提出了一种新的电容式压力传感器,传感器结构为由Al/SiO2/n-typeSi等三层方形膜构成的固态电容.传感器采用pn结自停止腐蚀和粘结剂键合的方式制造,制造过程仅需三块掩模板.对不同边长传感器进行测试,在410～1010hPa的动态范围,边长为1000,1200和1400μm的压力传感器,相应灵敏度分别为1.8,2.3和3.6fF/hPa.边长为1500μm的传感器,其灵敏度为4.6fF/hPa,全程非线性度为6.4%,最大滞回误差为3.6%.分析结果表明介电常数变化是引起电容变化的主要原因.

双面接触式电容压力传感器的设计及制造工艺流程

双面接触式电容压力传感器除了具有单面接触式电容压力传感器的优点 ,还有它的特别之处 :双面接触式电容压力传感器被施加同样的压力时 ,可以得到比单面接触式电容压力传感器增大一倍的电容量和灵敏度 ,而且不会因此增加多少成本 ;工作时可靠性更高 ,即使一面失灵还有另一面可以正常工作。文中就双面接触式电容压力传感器的工艺进行了初步设计。

高机械灵敏度悬空导电薄膜的制备方法研究

微机电系统中的悬空薄膜的制备技术是微结构制备的关键技术之一.研究了周边固支方形薄膜的机械灵敏度及通过浓硼扩散自停止腐蚀法制备高灵敏度悬空导电薄膜.实验结果表明,当扩散温度为1 175℃,扩散时间为3h,去除硼硅玻璃后四甲基氢氧化铵(TMAH)腐蚀液中腐蚀7.5h,可得到厚度为3μm,边长为5mm,方块电阻为1.12Ω/sq,致密均匀的悬空导电薄膜.给出了详细的制备工艺;针对扩散过程中出现的硼硅玻璃等问题,给出了切实可行的解决办法.

P+膜制备工艺研究

通过对浓硼扩散工艺的介绍,讨论了沉积过程中的几个重要参数,并针对扩散过程中出现的硼硅玻璃等问题,提出了可行的解决方法.

用于器件级真空封装的MEMS加速度传感器的设计与制作

设计了一种可用于器件级真空封装的三明治电容式MEMS加速度传感器。该传感器被设计为四层硅结构,其中上下两层为固定电极,中间两层为硅—硅直接键合的双面梁—质量块结构的可动电极。利用自停止腐蚀工艺在中间质量块键合层上腐蚀出2个深入腔内的V型抽气槽,使得MEMS器件在后续的封装中能够实现内部真空。为防止V型抽气槽在划片中被水或硅渣堵塞,采用双面划片工艺。划片后,器件的总尺寸为6.8 mm×5.6 mm×1.72 mm,其中,敏感质量块尺寸为3.2 mm×3.2 mm×0.86 mm,检测电容间隙2.1μm。对器件级真空封装后的MEMS加速度传感器进行了初步测试,结果表明:制作的传感器的谐振频率为861 Hz,品质因数Q为76,灵敏度为1.53V/gn,C-V特性正常,氦气细漏<1×10-9atm-cm3/s,粗漏无气泡。

瓦里安300XP离子注入机改造及功能开发

在完全掌握瓦里安300XP离子注入机各部件的工作原理后,将原离子源供电系统中500 W电流源和450 W起弧电源升级为1500 W电流源和1500 W起弧电源,并集成到当前系统中.将现有不稳定的气体流量、离子源电源、分析器、源磁场和吸极高压塑料光纤隔离控制线路,升级成多通道光纤通讯光端机隔离控制系统.将一个10 cm进样终端改造成15 cm的样品卡盘,并开发了一套独立控制剂量监测系统.改造后,硼最大束流超过150μA,且可调节.15 cm圆片的片内及片间电阻不均匀性小于3.5%.利用大束流硼离子注入制备浓硼掺杂单晶硅结构层,应用到微电子机械系统压力传感器、热电器件以及纳米谐振子器件中.

三明治电容式MEMS加速度计的器件级真空封装

为了降低微电子机械系统(MEMS)加速度器件的热机械噪声,提高信噪比,使之能应用于石油勘探和地震监测中,对一种三明治式电容加速度传感器的器件级真空封装工艺进行了研究。这种器件级真空封装方法采用可编程高真空封装设备和MEMS工业中常用的材料、工艺,可适用于不同尺寸或布局的MEMS芯片。利用该封装方法,对一种采用自停止腐蚀工艺在中间质量块键合层上制作出2个对称"V"型槽的三明治式电容加速度计进行了真空封装,并对封装后的器件进行性能测试。结果表明,该加速度计在有吸气剂的情况下,品质因子(Q)可达到76,理论热机械噪声为0.026μg/槡Hz,腔体内部压强小于13 Pa,He气细漏检测漏率低于3×10-10Pa.m3/s,氟油粗漏无气泡,满足地震监测要求。

SDB-SOI晶片减薄技术综述

阐述了SDB-SOI晶片的减薄技术的特点和要求,依次介绍了化学机械抛光、电化学自停止腐蚀、等离子抛光技术和智能剥离技术的原理和特点,并指出了SDB-SOI晶片减薄的发展趋势。

AFM力传感器微机械加工技术的研究

本文介绍了力传感器微机械加工工艺路线，对ＫＯＨ腐蚀硅的硅膜厚度控制进行了实验研究，以ＳＩＯ２为掩膜，ＳＦ６刻蚀硅，实现了悬臂梁探针一次成形，并用湿法腐蚀对探针进行初步锐化，针尖半径约５０ｎｍ。

基于SOI材料α-Si:H TFTs的制作和特性研究(英文)

采用RF-PECVD系统在SOI材料上制作α-Si:H TFT,纳米非晶硅薄膜厚度为98nm,沟道长宽比为10μm/40μm。用扫描电子显微镜、X射线衍射和拉曼光谱等检测方法对不同退火温度下的氢化非晶硅薄膜形貌进行了表征。采用CMOS工艺、各向异性腐蚀溶液EPW、射频溅射技术和等离子体刻蚀等工艺实现α-Si:H TFT的制作。在给出一般α-Si:H TFT特性分析和实验结果的基础上,又采用建模方式对α-Si:H TFT出现的负阻特性进行研究。提取纳米氢化非晶硅薄膜与栅氧化层界面处能带图的结果表明,在靠近漏端0.5μm范围内,漏压由6V增加到30V时,随漏压的增加,价带能量逐渐下降。研究结果表明,距离漏端0.5μm范围内的压降导致负阻特性产生。

用于脉搏波检测的背接触式触觉传感阵列单元

触觉传感器在脉搏波测量、仿生机器人等领域有重要应用。该方案制作背接触式传感器,并通过转移工艺实现芯片加工和圆片级芯片尺寸封装一体化,用组装工艺低成本实现大面积柔性触觉阵列;采用模块化设计,正压力与剪切力传感单元的尺寸和布线相同,制作可组装的标准单元;在传感器转移工艺中,采用无电极化学腐蚀自停止工艺,提高成品率。传感单元尺寸仅为300μm×300μm,与人类触觉传感的极限可比拟,灵敏度为2 mV/10 kPa,量程为150 kPa,已用于研制新型脉诊仪的柔性传感阵列,实现了脉搏波的实时测量。

基于金硅原电池保护电容加速度计的制作

提出并实现了一种利用SoI结合金硅原电池保护和反熔丝制作电容式加速度计的新工艺方法。该工艺用SoI顶层硅制作梁和上电极,用衬底制作质量块。采用DRIE从正面刻蚀形成释放孔,TMAH腐蚀实现质量块的释放,在TMAH腐蚀过程中利用金硅原电池保护实现梁和表面极板的保护。在TMAH腐蚀完成前,反镕丝保持断开状态,腐蚀完成后,击穿反镕丝形成导通状态。通过测量金和硅的极化曲线得到60℃25%TMAH中实现原电池保护的金硅面积比不小于5∶1。成功制作成电容式加速度计结构,释放前后梁宽度均在9.4～10μm范围内,表明原电池保护有效。击穿后反熔丝并联导通电阻为5～25 kΩ之间。