MEMS壓力傳感器的設計及關鍵工藝技術研究.pdf

1、壓力傳感器是在微機電系統(tǒng)領域最早開始研究并且產(chǎn)業(yè)化的微機電器件之一，微機電系統(tǒng)以微加工工藝為重點研究內(nèi)容。本文主要對不同類型的微機電系統(tǒng)領域的壓力傳感器的相關部分進行設計和分析，并在研究相關微加工工藝的基礎上制備硅基壓阻式和電容式壓力傳感器，針對重摻雜硅電容式壓力傳感器制備中的關鍵工藝:均勻硅膜和歐姆電極的制備作出深入分析和實驗探索。
　　論文的主要內(nèi)容如下:
　　利用膜的應力形變等力學、電學知識、壓阻效應、大（?。隙壤碚?/p>

2、、惠斯通電橋等相關知識設計了硅基壓阻式壓力傳感器薄膜與電阻結構尺寸及布置方式。對傳感器結構進行ANSYS靜態(tài)仿真，為了獲得較大輸出，得到力學性能好的彈性結構，通過改變一些結構幾何參數(shù)，得出其對輸出電壓的影響。輸出電壓越大，傳感器靈敏度越高。根據(jù)靈敏度及制造工藝的難易程度選擇最佳參數(shù)值，根據(jù)理論計算尺寸，設計傳感器掩膜版圖，結合微加工工藝及實驗室具體條件，設計傳感器制備流程，為下一步的加工制作奠定基礎。
　　分析了硅基電容式壓力傳感

3、器的工作原理，利用ANSYS軟件分析電容式壓力傳感器的應力及撓度變化，從傳感器的硅材料特性、靈敏度、線性度和溫度特性等方面分析其性能，結合微加工工藝設計傳感器尺寸參數(shù)和工藝制備過程。
　　由于硅膜作為電容式壓力傳感器的應變片，其品質(zhì)高低決定著傳感器的效能。本文研究了制備傳感器硅膜的工藝方法，提出一種新型的硅基薄膜制備方法，利用硅-玻璃鍵合工藝，結合化學機械拋光及濃度60％的KOH溶液超聲環(huán)境下腐蝕，得到了10μm厚的均勻平整的硅基