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2021年微传感器原理与核心技术.doc

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2021年微传感器原理与核心技术.doc

上传人:书犹药也 2020/12/10 文件大小:10.88 MB

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2021年微传感器原理与核心技术.doc

文档介绍

文档介绍:名词解释:
MEMS:其英文全称为Micro-Electro-Mechanical System,是用微电子,即microelectronic技术手段制备微型机械系统。第一个M也代表器件特征尺寸为微米量级,假如是纳米量级,对应M这个词头就有nano来替换,变为NEMS,纳机电。MEMS及NEMS是在微电子技术基础上发展起来,融合了硅微加工、LIGA技术等多个精密机械微加工方法,用于制作微型梁、隔膜、凹槽、孔、反射镜、密封洞、锥、针尖、弹簧及所组成复杂机械结构。(点击)它继承了微电子技术中光刻、掺杂、薄膜沉积等加工工艺,进而发展出刻蚀、牺牲层技术、键合、LIGA、纳米压印、甚至包含最新3D打印技术
SOI: SOI(Silicon-On-Insulator,绝缘衬底上硅)技术是在顶层硅和背衬底之间引入了一层埋氧化层。 经过在绝缘体上形成半导体薄膜,SOI材料含有了体硅所无法比拟优点:能够实现集成电路中元器件介质隔离,根本消除了体硅CMOS电路中寄生闩锁效应;采取这种材料制成集成电路还含有寄生电容小、集成密度高、速度快、工艺简单、短沟道效应小及尤其适适用于低压低功耗电路等优势,所以能够说SOI将有可能成为深亚微米低压、低功耗集成电路主流技术。
SOC:SOC-System on Chip,高级MEMS是集微型传感器、微型实施器和信号处理和控制电路、直至接口、通信和电源等于一体微型器件或系统,这么系统也称为SOC,即在一个芯片上实现传感、信号处理、直至运动反馈整个过程。
LIGA:LIGA是德文光刻、电镀和模铸三个词缩写。它是在一个导电基板上旋涂厚光刻胶,然后利用x射线曝光,显影后形成光刻胶模具,再用电镀方法在模具空腔中生长金属,脱模后形成金属微结构。特点:该工艺最显著特点是高深宽比,若用于加工一个细长杆,杆直径只有1微米,而高度可达500微米,深宽比大于500,这是其它技术无法比拟。其次,它还含有材料广泛特点,可加工金属、陶瓷、聚合物和玻璃。但传统LIGA采取x射线曝光工艺极其昂贵,多年来采取SU-8光刻胶替换PMMA光刻胶,紫外曝光替换x射线曝光准LIGA技术取得了更广泛发展和应用。
DRIE:反应离子深刻蚀(Deep RIE)。干法刻蚀经典工艺是DRIE深槽刻蚀。刻蚀分为两步,第一步,通入SF6刻蚀气体进行反应离子刻蚀,刻蚀是各向同性,即槽底不仅要被刻蚀,槽壁也会被刻蚀。假如就一直这么刻下去,刻蚀图形和掩模定义图形将完全不一样,极难控制微结构尺寸。处理此问题方法是分步刻蚀,逐次推进。在刻蚀进行10多秒钟转入第二步,快速地将刻蚀气体切换成保护气体C4F8,C4F8在等离子作用下进行聚合,生成类似于特***龙这种不粘锅材料,沉积在槽底和槽壁上。10多秒钟后,又切换成SF6刻蚀气体,等离子体中正离子在电场加速作用下只轰击槽底,而不怎么轰击槽壁,优先将槽底聚合物保护膜打掉,暴露出硅片表面,从而使得化学刻蚀反应能够再次进行。刻蚀时,因为槽壁上仍然保留有保护膜,而不会被刻蚀。反复这么刻蚀-保护过程,就能在硅片上刻蚀出垂直深槽。深槽在宏观上垂直度能达成88-92
°,但微观上其侧壁是有多段小弧形连接而成。干法刻蚀不再象湿法腐蚀那样需要晶向对准,所以能够制备出齿轮、弹簧等复杂图形。
多项选择题
第一章、
1、MEMS器件尺寸范围是:(1)
(1)从1um到1mm (2)从1nm到1um (3)从1mm到1cm
3、微系统部件“深宽比”被定义为(1)之比
(1)高度方向尺寸和表面方向尺寸 (2)表面方向尺寸和高度方向尺寸 (3)宽度方向尺寸和长度方向尺寸
4、现在为止,商品化最好MEMS器件是(2)
(1)压力传感器  (2)喷墨打印头 (3)加速度传感器
第二章、
1、在曝光后被溶解光刻胶是(1)
(1)正胶 (2)负胶 (3)正胶或负胶
2、光刻中用正胶将造成效果(3)
(1)愈加好 (2)更劣 (3)和应用负胶相同
常见光刻中光源波长范围是:(2)
(1)100-300nm (2)300-500nm (3)500-700nm
4、MEMS光刻和IC光刻关键区分在于:(1)
(1)MEMS光刻需要在更为不平整表面上进行(2)MEMS光刻线条更细(3)MEMS光刻全部需要双面进行
光刻技术中曝光方法有(1)(2)(3)
(1)靠近式曝光 (2)接触式曝光 (3)投影式曝光
6、曝光方法中,图形尺寸和掩膜尺寸一致(1)(2)
(1)靠近式曝光 (2)接触式曝光 (3)投影式曝光
影像光刻线宽最关键原因是(1)
(1)光衍射 (2)光干涉 (3)光反射
8、剥离法制备图形薄膜