牺牲层二维腐蚀修正模型的研究与模拟.pdf

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4、chingThesisSubmittedtoNanjingUniversityofPostsandTelecommunicationsfortheDegreeofMasterofEngineeringByYuJiajiaSupervisor:Prof.FangYumingMay2015南京邮电大学学位论文原创性声明本人声明所呈交的学位论义是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知１，除了文中特别加＾１标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得南京邮电大学或其

5、它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研充所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。一本人学位论文及涉及相关资料若杳不实，愿意承担切相关的法律责任。研巧生签名：日期；厂南京邮电大学学位论文使用授权声明本人授权南京邮电大学可保留并向国家有关部口或机构送交论文的复印件和电子文档；允许论文被查阅和借阅；可从将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索；可Ｗ采巧影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编本学位论文。本文电子文档的内容巧纸质论文的内容相一致。论文的公布（

6、包括刊登）授权南京邮电大学研巧生院办理。涉密学位论文在解密后适用本授权书。，；日期研巧生签名：导师签名：１货；叫摘要牺牲层技术是MEMS（MicroelectromechanicalSystems）加工技术中的一项关键技术，通过牺牲层的释放形成空腔上膜或其它悬空结构，在MEMS器件加工中使用较为普及，大大影响着MEMS产品的性能。为了缩短研发周期和节约成本，对计算机辅助设计(CAD)的需求日益突显，牺牲层释放技术的模拟研究起着关键的作用。针对氢氟酸腐蚀二氧化硅的反应机理，人们提出了多种基于扩散方程的模型，大多

7、是在一维空间进行的。Eaton基于Liu.和Monk.的模型提出了极坐标腐蚀模型来模拟bubble结构，以及port、concentric、bubble三种基本结构构成的组合结构。LiWenJ在Liu.模型的基础上把模拟从一维空间扩展到二维空间，实现了对单开口bubble结构的模拟。但这些模型的通用性都不强。同时，为了求解方便，以往的模型把扩散系数简化，即假设扩散系数恒定，这会造成一定的误差。本文重点研究了基于二维扩散方程的平面二维直角坐标腐蚀模型，并对其中的扩散系数进行了修正，把扩散系数是溶液浓度的函数考虑到模型中去，建立

8、了二维修正腐蚀模型。然后使用有限差分算法对方程进行求解，同时使用Topography模型判断材料前端区域的腐蚀情况，确定前端面向前推进的移动轨迹，利用C语言和Matlab实现了对单开口、多开口、拐角、悬臂梁和bubble等多种复杂结构的模拟。为了验证模型的合理性，本文查阅文献中的实验结果，