MEMS壓力傳感器的設(shè)計(jì)及關(guān)鍵工藝技術(shù)研究.pdf

1、壓力傳感器是在微機(jī)電系統(tǒng)領(lǐng)域最早開(kāi)始研究并且產(chǎn)業(yè)化的微機(jī)電器件之一，微機(jī)電系統(tǒng)以微加工工藝為重點(diǎn)研究?jī)?nèi)容。本文主要對(duì)不同類型的微機(jī)電系統(tǒng)領(lǐng)域的壓力傳感器的相關(guān)部分進(jìn)行設(shè)計(jì)和分析，并在研究相關(guān)微加工工藝的基礎(chǔ)上制備硅基壓阻式和電容式壓力傳感器，針對(duì)重?fù)诫s硅電容式壓力傳感器制備中的關(guān)鍵工藝:均勻硅膜和歐姆電極的制備作出深入分析和實(shí)驗(yàn)探索。
　　論文的主要內(nèi)容如下:
　　利用膜的應(yīng)力形變等力學(xué)、電學(xué)知識(shí)、壓阻效應(yīng)、大（?。隙壤碚?/p>

2、、惠斯通電橋等相關(guān)知識(shí)設(shè)計(jì)了硅基壓阻式壓力傳感器薄膜與電阻結(jié)構(gòu)尺寸及布置方式。對(duì)傳感器結(jié)構(gòu)進(jìn)行ANSYS靜態(tài)仿真，為了獲得較大輸出，得到力學(xué)性能好的彈性結(jié)構(gòu)，通過(guò)改變一些結(jié)構(gòu)幾何參數(shù)，得出其對(duì)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(jì)算尺寸，設(shè)計(jì)傳感器掩膜版圖，結(jié)合微加工工藝及實(shí)驗(yàn)室具體條件，設(shè)計(jì)傳感器制備流程，為下一步的加工制作奠定基礎(chǔ)。
　　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(yīng)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(jié)合微加工工藝設(shè)計(jì)傳感器尺寸參數(shù)和工藝制備過(guò)程。
　　由于硅膜作為電容式壓力傳感器的應(yīng)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(jié)合化學(xué)機(jī)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