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微机械陀螺DRIE刻蚀过程中的局域掩膜效应 被引量:2
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作者 冷悦 焦继伟 +3 位作者 张颖 顾佳烨 颜培力 宓斌玮 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2010年第8期1070-1074,共5页
在微机电系统(MEMS)制造中,深反应离子刻蚀(DRIE)过程的精度是影响器件特性的重要因素之一。本文设计了一种完全对称弹性梁结构的模态匹配式陀螺的原型器件,以此为对象研究了局域掩膜图形对于DRIE刻蚀过程的影响。器件的测试结果表明驱... 在微机电系统(MEMS)制造中,深反应离子刻蚀(DRIE)过程的精度是影响器件特性的重要因素之一。本文设计了一种完全对称弹性梁结构的模态匹配式陀螺的原型器件,以此为对象研究了局域掩膜图形对于DRIE刻蚀过程的影响。器件的测试结果表明驱动和检测模态有明显的失配,该失配的发生原因除了气体阻尼,更主要来源于驱动和检测结构弹性梁尺寸的工艺偏差。在分析了实验过程及结果的基础上可以认为,除了典型的DRIE滞后效应等因素外,器件结构的局域掩膜效应加剧了工艺偏差:对称弹性梁结构周边的非对称掩膜图形导致了刻蚀气体分布的局部不均匀,增加了DRIE刻蚀的侧蚀偏差。 展开更多
关键词 MEMS陀螺 深反应离子刻蚀 非对称结构 局域掩膜效应 模态失配
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基于体硅工艺的定位平台制作工艺分析 被引量:6
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作者 王家畴 荣伟彬 +1 位作者 李昕欣 孙立宁 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第4期636-641,共6页
针对纳米定位平台的构型和定位精度问题,采用体硅加工技术成功地研制了一种基于单晶硅并带有位移检测功能的新型二自由度纳米级定位平台。介绍了定位平台的相关制作工艺,并对关键工艺进行了分析,总结了导致器件失效的主要原因,探讨了减... 针对纳米定位平台的构型和定位精度问题,采用体硅加工技术成功地研制了一种基于单晶硅并带有位移检测功能的新型二自由度纳米级定位平台。介绍了定位平台的相关制作工艺,并对关键工艺进行了分析,总结了导致器件失效的主要原因,探讨了减少失效的方法。同时,提出了一种可行的面内侧面压阻加工方法。通过对深度反应离子刻蚀(DRIE)工艺参数的调整,成功地刻蚀出大尺寸、大深宽比的结构释放窗口,释放了最小线宽为2.5μm,厚度为50μm的梳齿结构。 展开更多
关键词 体硅工艺 深度反应离子刻蚀 背片技术 面内侧面压阻 纳米级定位平台
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单晶硅振动环陀螺仪的制作 被引量:5
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作者 张明 陈德勇 王军波 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第11期2454-2460,共7页
为了简化电容式振动环陀螺仪的制作方法,进一步提高成品率,提出了一种结合反应离子深刻蚀(DRIE)与阳极键合的陀螺仪制备方法。分析了振动环陀螺的工作原理,指出了传统工艺存在的缺陷;对该制作方法所采用的工艺流程进行了详细设计,分析... 为了简化电容式振动环陀螺仪的制作方法,进一步提高成品率,提出了一种结合反应离子深刻蚀(DRIE)与阳极键合的陀螺仪制备方法。分析了振动环陀螺的工作原理,指出了传统工艺存在的缺陷;对该制作方法所采用的工艺流程进行了详细设计,分析了不同工艺参数对陀螺仪性能的影响,并依据分析和实验结果改进了工艺流程和参数。最后,采用该方法制作了振动环式微机械陀螺仪并进行了测试。实验结果表明,采用该方法能成功制作电容间隙为3μm、厚度为80μm的振动环式陀螺仪微结构。与传统的制作方法相比,工艺流程大为简化,掩模板数量从7块减少到2块,满足器件性能可靠、工艺简单、成品率高的要求。 展开更多
关键词 微机械加工工艺 深刻蚀 阳极键合 振动环陀螺
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国外高深宽比微细结构制造技术的发展 被引量:13
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作者 徐惠宇 朱荻 《传感器技术》 CSCD 北大核心 2004年第12期4-6,13,共4页
介绍了国外近年来高深宽比微细结构制造技术的最新发展,其中包括LIGA、准LIGA、深层反应离子刻蚀等主要高深宽比微细结构技术的具体研究现状和研究进展,还介绍了电化学沉积加工、质子束光刻、准LIGA与Si等离子刻蚀复合加工、局部电化学... 介绍了国外近年来高深宽比微细结构制造技术的最新发展,其中包括LIGA、准LIGA、深层反应离子刻蚀等主要高深宽比微细结构技术的具体研究现状和研究进展,还介绍了电化学沉积加工、质子束光刻、准LIGA与Si等离子刻蚀复合加工、局部电化学沉积、立体光固化微加工、微细电解加工等一些新发展的高深宽比微细结构技术。 展开更多
关键词 高深宽比 微细结构 光刻 电铸和模铸 准LIGA 深层反应离子刻蚀
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Notching效应在MEMS风速仪制造工艺中的应用 被引量:1
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作者 常洪龙 周平伟 +3 位作者 谢建兵 杨勇 谢中建 袁广民 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2013年第2期191-194,共4页
深反应离子刻蚀(DRIE)工艺在目前的硅微机械高深宽比结构加工中应用十分广泛。在SOI硅片DRIE刻蚀过程中,存在着一些被认为对刻蚀速率和结构轮廓不利的效应,如横向刻蚀(Notching)效应。通过在结构旁布置牺牲结构-硅岛,利用Notching效应... 深反应离子刻蚀(DRIE)工艺在目前的硅微机械高深宽比结构加工中应用十分广泛。在SOI硅片DRIE刻蚀过程中,存在着一些被认为对刻蚀速率和结构轮廓不利的效应,如横向刻蚀(Notching)效应。通过在结构旁布置牺牲结构-硅岛,利用Notching效应加工出以悬空硅作为敏感单元的风速仪,其响应时间常数和电阻温度系数TCR(Temperature Coefficient of Resistant)分别为1.08μs和4 738×10-6/℃。正如所描述的,对于特定的微机械应用,Notching效应可以转变为一种加工优势,提高了微加工过程中的变化性。 展开更多
关键词 MEMS风速仪 悬空硅 横向刻蚀效应 深反应离子刻蚀
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一种静电驱动电容检测的微机械陀螺及其工艺改进
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作者 郑旭东 胡世昌 +2 位作者 张霞 金仲和 王跃林 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第18期2160-2163,2177,共5页
介绍了一种新型的体硅微机械工艺制造的框架式陀螺及其工艺改进。框架式设计使得陀螺的驱动模态和检测模态解耦;静电力驱动外框使得陀螺进入初始谐振模态;通过内部质量块和固定电极组成的差分敏感电容对的电容极板交叠面积的变化来检测... 介绍了一种新型的体硅微机械工艺制造的框架式陀螺及其工艺改进。框架式设计使得陀螺的驱动模态和检测模态解耦;静电力驱动外框使得陀螺进入初始谐振模态;通过内部质量块和固定电极组成的差分敏感电容对的电容极板交叠面积的变化来检测输入的角速度信号;变面积的检测方法消除了变间距检测电容变化的非线性。陀螺的驱动模态和检测运动模态都在平面内运动,因此工作阻尼以滑模阻尼为主,从而使得器件在常压下也具有较高的品质因子。深反应离子刻蚀获得了大的可动质量块,也使得弹性梁在Y方向和Z方向上有较大的弹性系数,从而降低交叉耦合并获得了较高的吸合电压。改进后的工艺过程降低了深反应离子刻蚀过程中的根部效应对器件的损伤,并同时使得质量块质量增加了50%。对原型器件的驱动和检测特性以及功能结果进行了测试,并给出了测试结果。 展开更多
关键词 微机械陀螺 体硅微机械加工 电容敏感 深反应离子刻蚀 根部效应
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一种高灵敏度硅微机械陀螺的设计与制造
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作者 陈雪萌 宋朝晖 +4 位作者 李欣昕 王跃林 张鲲 焦继伟 杨恒 《传感器技术》 CSCD 北大核心 2004年第12期82-85,共4页
设计与制造了一种高灵敏度的硅微机械陀螺。陀螺用静电来驱动,用连接成惠斯顿电桥的压阻式力敏电阻应变计来检测。主梁、微梁 质量块结构实现了高灵敏度。比较硬的主梁提供了一定的机械强度,并且提供了高共振频率。微梁很细,检测时微梁... 设计与制造了一种高灵敏度的硅微机械陀螺。陀螺用静电来驱动,用连接成惠斯顿电桥的压阻式力敏电阻应变计来检测。主梁、微梁 质量块结构实现了高灵敏度。比较硬的主梁提供了一定的机械强度,并且提供了高共振频率。微梁很细,检测时微梁沿轴向直拉直压。力敏电阻应变计就扩散在微梁上,质量块很小的挠动就能在微梁上产生很大的应力,输出很大的信号。5V条件下,陀螺检测部分的理论灵敏度达到27.45mV/gn。压阻式四端器件用来监测驱动振幅,可以反馈补偿压阻的温度系数。检测模态的Q值达260使陀螺能在大气下工作。陀螺利用普通的n型硅片制造,为了刻蚀高深宽比的结构,使用了深反应离子刻蚀(DRIE)工艺。 展开更多
关键词 陀螺 压阻 深反应离子刻蚀
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大高宽比纳米硅立柱的感应耦合等离子体刻蚀工艺优化 被引量:4
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作者 李欣 刘建朋 +5 位作者 陈烁 张思超 邓彪 肖体乔 孙艳 陈宜方 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第7期73-77,共5页
针对氢基硅倍半氧烷(hydrogen silsesquioxane,HSQ)作为深反应离子刻蚀(DRIE)掩膜形成大高宽比纳米硅立柱的工艺进行了系统研究。优化了刻蚀工艺中线圈功率、极板功率和气体流量参数,减小了横向刻蚀,使形貌垂直性得到了更好的控制,并实... 针对氢基硅倍半氧烷(hydrogen silsesquioxane,HSQ)作为深反应离子刻蚀(DRIE)掩膜形成大高宽比纳米硅立柱的工艺进行了系统研究。优化了刻蚀工艺中线圈功率、极板功率和气体流量参数,减小了横向刻蚀,使形貌垂直性得到了更好的控制,并实现了13.3μm高度和低侧壁粗糙度的垂直硅纳米柱阵列,其高宽比(高度/半高宽)达到了36。利用不同的刻蚀工艺条件得到了不同侧壁形貌以及不同尺寸、高度的硅纳米柱结构。 展开更多
关键词 HSQ 深反应离子刻蚀 硅纳米柱 高宽比 硬X射线
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深槽刻蚀侧壁平坦化技术 被引量:2
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作者 於广军 杨彦涛 +3 位作者 闻永祥 李志栓 方佼 马志坚 《半导体技术》 CAS CSCD 北大核心 2016年第5期390-393,共4页
介绍了一种博世(Bosch)工艺深槽刻蚀后的侧壁平坦化技术。优化深槽刻蚀工艺参数使侧壁扇贝褶皱的尺寸降低至约52 nm,然后在1 100℃炉管中热氧化生长100 nm牺牲氧化层,再用HF酸漂洗工艺去除牺牲氧化层得到完全光滑的侧壁形貌。研究表明,... 介绍了一种博世(Bosch)工艺深槽刻蚀后的侧壁平坦化技术。优化深槽刻蚀工艺参数使侧壁扇贝褶皱的尺寸降低至约52 nm,然后在1 100℃炉管中热氧化生长100 nm牺牲氧化层,再用HF酸漂洗工艺去除牺牲氧化层得到完全光滑的侧壁形貌。研究表明,扇贝褶皱的底部沿<100>晶向氧化,而顶部沿<110>晶向氧化的矢量叠加方向。当热氧生长厚度较薄时,氧化行为倾向于线性氧化,由于线性氧化的速率常数强烈依赖晶向取向,因此氧化一定时间后,顶部的氧化深度与底部的氧化深度达到一致。基于上述氧化机制,Si/Si O2界面变得平滑陡直。 展开更多
关键词 深槽刻蚀(drie) 扇贝褶皱 博世工艺 线性氧化 光滑侧壁
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