基于掩膜-無掩膜腐蝕的硅微諧振式加速度計關(guān)鍵工藝研究.pdf

1、硅微機械加速度計是MEMS(Micro Mechanical System)傳感器的研究熱點之一，具有體積小、成本低、易于批量生產(chǎn)等優(yōu)點。與其它類型的MEMS加速度傳感器相比，硅微機械諧振式加速度傳感器測量精度高，輸出的是頻率信號，可以通過簡單的數(shù)字電路送入計算機，而不需A/D轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié)，因此,研究諧振式硅微加速度傳感器具有重要意義。本文所設(shè)計的基于掩膜-無掩膜腐蝕技術(shù)的新型硅微諧振式加速度傳感器，諧振梁位于襯底上表面，支撐梁的中性面與質(zhì)

2、量塊的重心在同一平面，支撐梁與諧振梁同時成形。相比之前文獻中報道的Z軸諧振式加速度傳感器，簡化了器件結(jié)構(gòu)，降低了封裝難度，并且能有有效消除面內(nèi)加速度引起的交叉軸耦合干擾。
　　為了實現(xiàn)本課題所設(shè)計的器件結(jié)構(gòu)，采用掩膜-無掩膜兩步腐蝕法腐蝕出位于不同平面的諧振梁和支撐梁，其中諧振梁位于襯底上表面，支撐梁的中性面與質(zhì)量塊的重心在同一平面。并且針對不同腐蝕液及其添加劑做了大量的實驗，分析比較了不同腐蝕液及其添加劑對硅片的無掩膜腐蝕腐蝕特

3、性，如硅片表面平整度，腐蝕速率，快腐蝕面與（100）面的腐蝕速率之比r3。經(jīng)過多組實驗發(fā)現(xiàn)采用碘過飽和KOH溶液作為無掩膜腐蝕液的硅片具有良好的表面平整度和最小的r3值，而且其r3的離散性最小，具有良好的穩(wěn)定性和耐久性。
　　簡要介紹了諧振器的檢測盒激勵方式，諧振式硅微加速度傳感器的工作原理，對其力學敏感結(jié)構(gòu)進行了理論分析并根據(jù)器件的結(jié)構(gòu)設(shè)計了一套完整的工藝流程。
　　重點研究了二氧化硅/氮化硅薄膜的制備與殘余應(yīng)力測量以及諧