基于自停止腐蚀的双面梁-质量块结构加速度传感器研究
文献类型：学位论文
| 作者 | 肖飞 |
| 学位类别 | 硕士 |
| 答辩日期 | 2008-06-14 |
| 授予单位 | 中国科学院上海微系统与信息技术研究所 |
| 授予地点 | 上海微系统与信息技术研究所 |
| 导师 | 车录锋 |
| 关键词 | 微电子机械系统 加速度传感器 自停止腐蚀 硅-硅键合 |
| 其他题名 | Research on Accelerometer with Double-sided Beam-mass Structure Fabricated by Self-stop Etching |
| 学位专业 | 微电子学与固体电子学 |
| 中文摘要 | 电容式微加速度传感器具有分辨率高、动态范围大、噪声低、温度特性好等优点，可以广泛应用于惯性导航、空间微重力测量及石油勘探等领域。 本论文设计制作了一种基于自停止腐蚀的三明治电容式加速度传感器。它的梁-质量块结构由8根悬臂梁对称分布在质量块上下表面而成。梁的制作工艺结合ICP干法刻蚀和KOH各向异性自停止腐蚀，由单层(100)硅片得到双面梁-质量块结构。这种方法工艺简单，制作的V截面梁内应力小，尺寸参数可以精确控制——宽度、厚度分别由ICP刻蚀的宽度和深度决定，可以在不改变版图的情况下，通过改变ICP刻蚀深度得到不同灵敏度的传感器。最后KOH自停止腐蚀形成梁时，即使短时间过腐也不会影响梁的厚度，因而梁的一致性不会受到硅片整体平整度的影响。 首先，建立了梁-质量块结构的简化模型，分析了主要尺寸参数对器件灵敏度、频率响应、带宽、噪声等性能的影响，优化了器件结构。最后确定的结构参数为：质量块2500um 2500um 415um, 梁长770um、宽18um、厚17um，电容间隙4um。 然后，对器件的关键工艺特别是V截面梁制作工艺做了重点研究，理论分析了KOH自停止腐蚀的演变过程。对于三明治加速度传感器，质量块层电极的引出是一个难点，我们通过采用上极板上制作引线孔的方法仅用一次蒸铝就同时获得上极板和质量块层的引线电极。 在关键工艺研究的基础上，设计了器件工艺流程，制作出了传感器。 最后，对所制作的17um梁厚的加速度传感器做了初步的性能测试。测试结果表明，器件品质因子为45左右，配合接口电路之后的灵敏度为0.35 V/g。 |
| 语种 | 中文 |
| 公开日期 | 2012-03-06 |
| 页码 | 68 |
| 源URL | [http://ir.sim.ac.cn/handle/331004/83449]  |
| 专题 | 上海微系统与信息技术研究所_微系统、冶金所学位论文_学位论文 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 肖飞. 基于自停止腐蚀的双面梁-质量块结构加速度传感器研究[D]. 上海微系统与信息技术研究所. 中国科学院上海微系统与信息技术研究所. 2008. |
入库方式： OAI收割
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