辽宁MEMS微纳米加工发展现状

时间:2024年03月02日 来源:

MEMS特点:

1.微型化:MEMS器件体积小、重量轻、耗能低、惯性小、谐振频率高、响应时间短。

2.以硅为主要材料,机械电器性能优良:硅的强度、硬度和杨氏模量与铁相当,密度类似铝,热传导率接近钼和钨。

3.批量生产:用硅微加工工艺在一片硅片上可同时制造成百上千个微型机电装置或完整的MEMS。批量生产可降低生产成本。

4.集成化:可以把不同功能、不同敏感方向或致动方向的多个传感器或执行器集成于一体,或形成微传感器阵列、微执行器阵列,甚至把多种功能的器件集成在一起,形成复杂的微系统。微传感器、微执行器和微电子器件的集成可制造出可靠性、稳定性很高的MEMS。

5.多学科交叉:MEMS涉及电子、机械、材料、制造、信息与自动控制、物理、化学和生物等多种学科,并集约了当今科学技术发展的许多成果。 MEMS常见的产品-声学传感器。辽宁MEMS微纳米加工发展现状

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MEMS四种刻蚀工艺的不同需求:

高深宽比:硅蚀刻工艺通常需要处理高深宽比的问题,如应用在回转仪(gyroscopes)及硬盘机的读取头等微机电组件即为此例。另外,此高深宽比的特性也是发展下一代晶圆级的高密度构造连接上的解决方案。考虑到有关高深宽比的主要问题,是等离子进出蚀刻反应区的状况:包括蚀刻剂进入蚀刻接口的困难程度(可借助离子击穿高分子蔽覆层实现),以及反应副产品受制于孔洞中无法脱离。在一般的等离子压力条件下,离子的准直性(loncollimation)运动本身就会将高深宽比限制在约50:1。另外,随着具线宽深度特征离子的大量转移,这些细微变化可能会改变蚀刻过程中的轮廓。一般说来,随着蚀刻深度加深,蚀刻剂成分会减少。导致过多的高分子聚合反应,和蚀刻出渐窄的线宽。针对上述问题,设备制造商已发展出随着蚀刻深度加深,在工艺条件下逐渐加强的硬件及工艺,这样即可补偿蚀刻剂在大量离子迁徙的变化所造成的影响。 什么是MEMS微纳米加工哪里买MEMS的超透镜是什么?

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MEMS制作工艺-太赫兹脉冲辐射探测:

光电导取样光电导取样是基于光导天线(photoconductiveantenna,PCA)发射机理的逆过程发展起来的一种探测THz脉冲信号的探测技术。如要对THz脉冲信号进行探测,首先,需将一个未加偏置电压的PCA放置于太赫兹光路之中,以便于一个光学门控脉冲(探测脉冲)对其门控。其中,这个探测脉冲和泵浦脉冲有可调节的时间延迟关系,而这个关系可利用一个延迟线来加以实现,尔后,用一束探测脉冲打到光电导介质上,这时在介质中能够产生出电子-空穴对(自由载流子),而此时同步到达的太赫兹脉冲则作为加在PCA上的偏置电场,以此来驱动那些载流子运动,从而在PCA中形成光电流。用一个与PCA相连的电流表来探测这个电流即可,

MEMS制作工艺-光学超表面meta-surface:超表面是指一种厚度小于波长的人工层状材料。超表面可实现对电磁波偏振、振幅、相位、极化方式、传播模式等特性的灵活有效调控。超表面可视为超材料的二维对应。

根据面内的结构形式,超表面可以分为两种:一种具有横向亚波长的微细结构,一种为均匀膜层。

根据调控的波的种类,超表面可分为光学超表面、声学超表面、机械超表面等。光学超表面 是最常见的一种类型,它可以通过亚波长的微结构来调控电磁波的偏振、相位、振幅、频率等特性,是一种结合了光学与纳米科技的新兴技术。

其超表面的制作方式,一般会用到电子束光刻技术EBL,通过纳米级的直写,将图形曝光到各种衬底上,然后经过镀膜或刻蚀形成具有一定相位调控的超表面器件。 以PI为特色的柔性电子在太赫兹超表面器件上的应用很广。

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MEMS制作工艺-太赫兹特性:

1.相干性由于它是由相千电流驱动的电偶极子振荡产生,或又相千的激光脉冲通过非线性光学频率差频产生,因此有很好的相干性。THz的相干测量技术能够直接测量电场振幅和相位,从而方便提取检测样品的折射率,吸收系数等。

2.低能性:THz光子的能量只有10^-3量级,远小于X射线的10^3量级,不易破坏被检测的物质,适合于生物大分子与活性物质结构的研究。

3.穿透性:THz辐射对于很多非极性物质,如塑料,纸箱,布料等包装材料有很强的穿透能力,在环境控制与安全方面能有效发挥作用

4.吸收性:大多数极性分子对THz有强烈的吸收作用,可以用来进行医疗诊断与产品质量监控

5.瞬态性:相比于传统电磁波与光波,THz典型脉宽在皮秒量级,通过光电取样测量技术,能够有效抑制背景辐射噪声的干扰,在小于3THz时信噪比达10人4:1。

6.宽带性:THz脉冲光源通常包含诺千个周期的电磁振荡,!单个脉冲频宽可以覆盖从GHz至几+THz的范围,便于在大的范围内分析物质的光谱信息。 MEMS传感器行业为国内企业追赶提供了契机。湖南MEMS微纳米加工之声表面波器件加工

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加速度传感器是很早广泛应用的MEMS之一。MEMS,作为一个机械结构为主的技术,可以通过设计使一个部件(图中橙色部件)相对底座substrate产生位移(这也是绝大部分MEMS的工作原理),这个部件称为质量块(proofmass)。质量块通过锚anchor,铰链hinge,或弹簧spring与底座连接。铰链或悬臂梁部分固定在底座。当感应到加速度时,质量块相对底座产生位移。通过一些换能技术可以将位移转换为电能,如果采用电容式传感结构(电容的大小受到两极板重叠面积或间距影响),电容大小的变化可以产生电流信号供其信号处理单元采样。通过梳齿结构可以极大地扩大传感面积,提高测量精度,降低信号处理难度。加速度计还可以通过压阻式、力平衡式和谐振式等方式实现。辽宁MEMS微纳米加工发展现状

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