soi微加速度计的制备工艺研究

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1、《微细加工与纳米技术》课程项目方案设计书SOI微加速度计的制备工艺研究姓名：班级：学号：电话：Email：《微细加工与纳米技术》课程项目方案设计书摘要MEMS技术是极具发展潜力的技术之一，是当前十分活跃的研究领域。MEMS技术广泛应用于诸多领域，包括国防、汽车工业和生物医学等。微加速度计是MEMS技术应用的一个重要领域，MEMS技术的最初成功和商业化的产品就是微加速度计。目前微加速度计凭借其体积小、重量轻、功耗低和高灵敏度等优点已成为惯性导航领域的关键部件。SOI材料的出现更是让微加速度计的研究有了新的方向和重点，SOI微加速度计已经

2、成为新的研究热点。SOI(silicon-on-insulator)材料具有耐高温、低压、低功耗方面的优势,可以使加工的MEMS硅传感器大幅提高对恶劣测量环境的适应能能力,拓展MEMS硅传感器的应用范围。本文结合《微细加工与纳米技术》课程的项目设计要求和个人的兴趣，对SOI微加速度计的制备工艺进行了初步的研究。由于个人知识水平所限以及缺乏具体的实验条件，本课题的研究方法主要采用的是文献研究法。本文从研究SOI微加速度计的制备工艺出发，通过调查文献来获得资料，从而全面地、正确地了解掌握所要研究的问题。文献研究法被子广泛用于各种学科研究中

3、。其作用有：①能了解有关问题的历史和现状，帮助确定研究课题。②能形成关于研究对象的一般印象，有助于观察和访问。③能得到现实资料的比较资料。④有助于了解事物的全貌。本文的涉及的文献主要来自中国（CNKI）学术文献总库，部分来自百度百科等网络资源。关键词：MEMS技术SOI微加速度计制备工艺11《微细加工与纳米技术》课程项目方案设计书1概述微加速度计是微惯性测量组合（包括微加速度计和微陀螺仪）的关键部件，在许多相关领域都有着广阔的发展和应用前景。特别是基于SOI(绝缘衬底上的硅，Silicononinsulator)的微加速度计已成为目前

4、研究和分析的热点，采用SOI技术的微加速度计不但具有较好的硅机械特性，而且使CMOS（互补金属氧化物半导体，ComplementaryMetalOxideSemiconductor）工艺与MEMS加工工艺能够兼容，为加速度计表头与CMOS单片集成提供了可能，实现了惯性器件微型化、可集成化、易批量生产等优点。SOI材料同样在MEMS中得到了广泛的应用，现代MEMS加速度计和陀螺仪要求系统具有高稳定性、高灵敏度、高分辨率、高品质因数和低噪声等，SOI材料能较好的满足这些高性能要求。同时，基于SOI材料制备的MEMS器件具有工艺简单的优势，

5、目前已经成为国际上研究的热点，SOI技术尚没有成熟处于研究阶段，因此对基于SOI材料的微加速度计研究具有重要的意义。MEMS是当前极具发展前景的技术之一，关系到国家的经济繁荣、国防安全和航空科技等许多领域，在可预见的未来里将会有极大的发展。MEMS技术不仅涉及到如物理学、化学和生物学等基础自然科学，还大量交叉到如材料学、机械学和电子信息学等工程科学，是一门综合性很强的学科。MEMS技术将会是一场新的产业革命，必会对许多相关领域产生巨大的冲击和影响。微加速度计是MEMS技术中最早成熟和商品化的产品，已经大量应用在汽车、航空和工业自动化等

6、领域，智能汽车的出现更是离不开微加速度计的广泛应用。微加速度计的尺寸是在微米到毫米量级，在尺寸上比传统的加速度计小了很多，这也造就了微加速度计的诸多优点，如体积小、重量轻和工作速度快等，微加速度计已经成为MEMS技术研究的重要方向。相比于硅基的微加速度计，基于SOI材料的微加速度计更是具有许多优势，如工艺简单、高可靠性和稳定性等；SOI微加速度计在国内外都得到了高度重视，各国都争相研究，尚且技术远没有成熟，因此对SOI微加速度计的研究具有重要的意义。11《微细加工与纳米技术》课程项目方案设计书2研究目标与研究内容本文的研究目标是通过查

7、阅相关文献，得出SOI微加速度计的几种常见制备工艺，并进行比较的出各自优缺点，给SOI微加速度计的加工提供参考依据。本文首先介绍了微加速度计的加工制造技术的主要方法以及各种方法的优缺点。然后对深槽硅刻蚀工艺进行了研究，比较了各种方法的优缺点，选择金属掩蔽层刻蚀作为深槽硅刻蚀方法，介绍了深槽硅刻蚀工艺流程。最后研究了整个SOI微加速度计的加工工艺，提出了改进的DRIE背面刻蚀工艺，能够有效的避免Lag效应和footing效应对梳齿底部的损伤，并分别给出了活动梳齿为悬空和悬浮两种结构以及不同电极材料的SOI微加速度计的具体加工制作流程，完

8、成了对整个器件加工工艺的研究和设计。3研究过程与结果目前微加速度计的加工制造技术主要分为三种，分别为表面微机械加工技术、体微机械加工技术和LIGA加工技术。采用表面微机械加工技术的优点是能方便地与集成电路工艺相兼容，其缺