Notching效应在MEMS单步干法制造工艺中的应用(英文)

研究了一种基于深反应离子刻蚀(DRIE)中notching效应的MEMS单步干法制造工艺.首先,基于DRIE刻蚀SOI硅片时notching现象产生的机理,设计了多种不同线宽的槽结构,验证notching效应的发生条件.实验结果表明,对于所采用的具有30μm器件层的SOI硅片,发生notching现象的临界槽宽为12μm,而notching释放的极限结构宽度同样为12μm.其次,为实现大面积结构的notching释放,研究了正方形、矩形、三角形及六边形等4种典型释放孔结构的干法释放效果.实验结果表明,六边形释放孔不但能够快速有效地释放结构,同时还能降低notch-ing效应的磨损,有利于惯性MEMS器件的加工.最后,设计了一种Z轴微机械陀螺结构以验证提出的设计及工艺.加工及测试结果表明,所提出的单步干法制造工艺完全满足微机械陀螺设计加工要求,工艺简单、成品率高,所测试的陀螺在常压下即可达到122的品质因数.