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微/纳加工技术研究是 MEMS/NEMS 发展中的基础工作。目前MEMS工艺和 NEMS 工艺研究处于不同的发展阶段,具有各自的特点和侧重方面。因此,本论文的研究分别在两个方向上相对独立的进行。
在MEMS标准工艺细节优化研究方向上,本论文深入研究了KOH各向异性腐蚀过程的凸角补偿结构。基于KOH腐蚀的图形诱导效应,设计了一种新的用于(100)硅片上KOH各向异性腐蚀过程的凸角补偿结构。根据实验的基本假设和平面解析几何关系,推导出了目标腐蚀深度与设计图形尺寸之间的换算关系。经过不同深度的反复实验,证明了新的补偿结构具有非常好的效果,并且换算关系准确可靠。新的补偿结构与传统补偿结构相比,空间效率大幅度提升,节省了大量面积。
在纳米加工研究方向上,基于硅与玻璃键合和DRIE结构释放的体硅MEMS标准工艺这一相对成熟的技术平台,开发一个新的超薄板纳米结构工艺流程,实现了NEMS和MEMS的大批量、高效率、并行混合加工。纳米结构的释放采用干法刻蚀,保证了极高的成品率。
通过纳米压痕仪对两端固定的纳米梁进行了载荷与形变关系测量。在特定尺度范围内,研究了轴向应力导致的纳米梁结构载荷与挠度线性关系。利用显微激光多普勒测振技术对实现电连通的纳米梁结构进行了共振频率测量,并在此研究过程中设计加工了一个具有推广价值的MEMS/NEMS器件真空测试盒。