MEMS_release犧牲層釋放工藝技術

1、微機械加工技術微機械加工技術 表面釋放技術表面釋放技術微機械加工技術微機械加工技術微機械加工技術微機械加工技術 主要內容主要內容 釋放技術釋放技術 蒸發(fā)蒸發(fā), 升華升華, 超臨界超臨界, 氣相腐蝕氣相腐蝕 接觸面阻力特性接觸面阻力特性 接觸面阻力減少技術接觸面阻力減少技術 表面微凹表面微凹, 表面粗糙表面粗糙, 低表面低表面 能能涂覆涂覆微機械加工技術微機械加工技術 材料相圖材料相圖固態(tài)固態(tài)液態(tài)液態(tài)氣態(tài)氣態(tài)溫度溫度壓力壓力溶點溶點沸點沸點1 atm臨界點臨界點三態(tài)點三態(tài)點微機械加工技術微機械加工技術 蒸發(fā)干燥技術蒸發(fā)干燥技術固態(tài)固態(tài)液態(tài)液態(tài)氣態(tài)氣態(tài)溫度溫度壓力壓力沸點沸點1 atm臨界點臨界點

2、三態(tài)點三態(tài)點微機械加工技術微機械加工技術 釋放釋放 接觸表面阻力接觸表面阻力 干燥清洗中的毛細力使微結構下彎干燥清洗中的毛細力使微結構下彎 van der Waals 力力 低表面張力液體最好低表面張力液體最好甲醇甲醇 methanol微機械加工技術微機械加工技術 液體張力和毛細力液體張力和毛細力微機械加工技術微機械加工技術 蒸發(fā)干燥蒸發(fā)干燥 接觸面吸力接觸面吸力 是幾何形狀和機械特性的函數(shù)是幾何形狀和機械特性的函數(shù)微機械加工技術微機械加工技術 表面接觸力減少技術表面接觸力減少技術 減少粘附表面減少粘附表面凹坑凹坑表面粗糙表面粗糙低表面能涂敷低表面能涂敷 集成支撐微結構集成支撐微結構增加對毛細

3、力的容耐力增加對毛細力的容耐力舉例舉例:微鏈微鏈微熔絲微熔絲 microfuses可犧牲的支持層可犧牲的支持層 光刻膠光刻膠覆蓋具有低表面能薄膜的器件覆蓋具有低表面能薄膜的器件微機械加工技術微機械加工技術 接觸力減小接觸力減小 凹坑凹坑 減少接觸面積減少接觸面積 能采用光滑表面能采用光滑表面襯底襯底犧牲層犧牲層微結構微結構微機械加工技術微機械加工技術 減少減少Stiction 粗糙表面粗糙表面 納米級表面紋理納米級表面紋理 減少接觸面積減少接觸面積 減少有效表面能減少有效表面能微機械加工技術微機械加工技術 減少減少Stiction 低表面能材料低表面能材料微機械加工技術微機械加工技術 暫支撐結

4、構暫支撐結構Microtethers 需要手工分斷鏈接部分需要手工分斷鏈接部分微機械加工技術微機械加工技術 暫支撐結構暫支撐結構Microfuses提供機械支撐以防止提供機械支撐以防止stiction電流脈沖熔斷熔絲以釋放結構電流脈沖熔斷熔絲以釋放結構微機械加工技術微機械加工技術 可犧牲的支撐層可犧牲的支撐層 用干法刻蝕去除聚合物用干法刻蝕去除聚合物微機械加工技術微機械加工技術 可犧牲的支撐層可犧牲的支撐層用干法刻蝕去除光刻膠用干法刻蝕去除光刻膠微機械加工技術微機械加工技術 升華干燥升華干燥丁醇丁醇 butyl alcohol 冰點冰點 26 C二氯苯二氯苯dichlorobenzene 冰點

5、冰點 56 C固態(tài)固態(tài)液態(tài)液態(tài)氣態(tài)氣態(tài)溫度溫度壓力壓力1 atm臨界點臨界點三態(tài)三態(tài)冰點冰點微機械加工技術微機械加工技術 升華干燥設備安裝升華干燥設備安裝芯片級冷凍裝置芯片級冷凍裝置干燥以防止潮氣干燥以防止潮氣微機械加工技術微機械加工技術 升華干燥控制升華干燥控制 迅速冷卻迅速冷卻 / 結霜會導致微結構破裂結霜會導致微結構破裂 需要更好的溫度控制需要更好的溫度控制 (較慢的冷凍較慢的冷凍) 微機械加工技術微機械加工技術 超臨界點干燥超臨界點干燥材料材料Tc (C)Pc (atm)Pc (psi)Water3742183204Methanol240801155CO231731073固態(tài)固態(tài)液態(tài)液態(tài)氣態(tài)氣態(tài)溫度溫度壓力壓力臨界點臨界點三態(tài)點三態(tài)點1 atmPcTc微機械加工技術微機械加工技術 超臨界點干燥超臨界點干燥 可達到很高的壓力可達到很高的壓力 (1 kpsi) 需要很強的腔體需要很強的腔體 自動化自動化微機械加工技術微機械加工技術 氣相腐蝕氣相腐蝕采用無水采用無水HF