20161201【新型传感技术知识与应用】-材料与工艺.ppt

第三部分：传感器中的敏感材料与工艺 ;3.2.1 概述 3.2.2 光刻工艺 3.2.3 体硅工艺 3.2.4 表面硅工艺 3.2.5 LIGA和准LIGA工艺 3.2.6 剥离工艺 3.2.7 键合技术;;超净间 ：定义、要求、噪声、温度、设备隔离;硅片清洗 （Cleanout of silicon chip） 硅片氧化 （Oxidation） 3. 匀胶 （Coating） 4. 前烘 （Prebake） 5. 光刻 （Lithography） 6. 显影 （Developing technology） 7. 坚膜 （Hardening technology） 8. 腐蚀（Etching technology）(in clusing HF and bulk);;;;;特点：高深宽比（1微米宽，1000微米深） 缺点：需要功率强大的回旋加速器产生的软X射线作光 源，膜版要求高、成本高，难于与IC集成制作;优点：过程简单，成本低； 缺点：精度较低。;; 定义：是指利用各种熔融或粘接工艺，把需要相互连接的材料或器件，包括硅和硅，硅和玻璃，玻璃和陶瓷，硅和金属，以及金属和金属之间的连接和传感器的整体封装。方法有多种，较常用的有阳极键合、热熔键合、共熔键合、低温玻璃键合、冷压焊接、激光焊接和电子束焊接等。; 阳极键合又称静电键合或场助键合。阳极键合可将硅与玻璃、金属和合金在静电场作用下键合在一起，中间勿需任何粘接剂，键合界面有良好的气密性和长期稳定性，被广泛使用。; 两硅片通过高温处理可直接键合在一起，中间勿需任何粘结剂和夹层，也勿需外加电场。这种键合是将硅晶片加热至1000℃以上，使其处于熔融状态，分子力使硅片键合在一起，称其为硅熔融键合，也称硅直接键合。; 用于封接的玻璃多为粉状玻璃，通称为玻璃料，是由多种不同特征的金属氧化物组合而成。不同比例的组成成分，其热膨胀系数不同。这样的玻璃料是由玻璃厂家专门制成的，一般有两种基本形态：非晶态玻璃釉和晶态玻璃釉。前者为热塑性材料，后者为热固性材料。若在它们中添加有机黏合剂，便形成糊状体，且易于用丝网印制方法形成所需的封接图案，称其为封接玻璃或钎料玻璃。封接温度为415~650℃，同时需施加的压力为7~700kPa，封接气密性好，并有较高的机械强度。; 所谓金属共熔键合是指在要键合的一对表面间夹上一层金属材料膜，形成三层结构，然后在适当的温度和压力下实现互相连接。共熔键合常用的共熔材料为金-硅和铝-硅等。图 (a)给出了金-硅共熔键合的四种接合方式。其中图图 (b)所示为硅与金属底座的键合， 预先在底座上蒸镀一层金膜，利用 金/硅共熔实现键合。图 (c)的方式与图 (b)相反。图 (d)所示为先制成金/硅箔 （厚约20~40μm），将其夹在硅片 与底座之间实现共熔键合；同样， 也可用铝-硅中间夹层实现三层结 构的共熔键合。;第三部分：传感器中的敏感材料与工艺 ;3.3.1 概述 3.3.2 工程实例;2.1 压电式MEMS水平面内横向驱动器的结构设计;2.2 压电式MEMS水平面内横向驱动器的工作原理;2.3 压电式MEMS水平面内横向驱动器的理论分析;2.3 压电式MEMS水平面内横向驱动器的理论分析;2.3 压电式MEMS水平面内横向驱动器的理论分析;2.3 压电式MEMS水平面内横向驱动器的理论分析;电场强度为E3;2.3 压电式MEMS水平面内横向驱动器的理论分析;2.3 压电式MEMS水平面内横向驱动器的理论分析;2.4 压电式MEMS水平面横向驱动器有限元与优化; 薄膜制备、表征及性能 驱动器的制作工艺研究;3.1 LNO下电极薄膜的制备 、表征和性能;3.1 LNO下电极薄膜的制备 、表征和性能;3.1 LNO下电极薄膜的制备 、表征和性能;3.1 LNO下电极薄膜的制备 、表征和性能;3.2 PNZT压电薄膜的制备 、表征和性能;2.PNZT薄膜的制备、表征及性能;2.PNZT薄膜的制备、表征及性能;Hysteresis?;Fatigue?;3;4.1 压电式MEMS水平面内横向驱动器工艺;4.2 MEMS水平面内横向驱动器的作工艺;4.2 MEMS水平面内横向驱动器的作工艺;4.2 MEMS水平面内横向驱动器的作工艺;4.2 MEMS水平面内横向驱动器的作工艺;4.2 MEMS水平面内横向驱动器的作工艺;4.2 MEMS水平面内横向驱动器的作工艺;4.2 MEMS水平面内横向驱动器的作工艺