原创硅压力传感器的微机械加工的发展

 2016-4-29 10:52  1204 13 2 分类: 机器人/ AI

硅压力传感器的微机械加工的发展，硅片的腐蚀工艺历史源远流长。早在60年代便出现硅片的化学抛光、腐蚀与减薄工艺。例如有White腐蚀液（HF：HNO3=1：3),用于硅片抛光。之后随著晶体中位错、层错的显示又有相应的腐蚀液，例如有Dash、Sietl、Secco、Wringht腐蚀液及其改进的排放。80年代严重影响硅单晶的漩涡缺陷受到人们重视，又出现以络酸和HF为基础的微缺陷显示液。此外还有显示晶向的各异性碱性腐蚀也（NaOH或KOH水溶液），以及显示晶体生长条纹的腐蚀液。

　　最重要的是从70年代末到80年代起，集成电路大规模向超大规模方向发展，计算机的容量不断扩充，应用越来越广泛。为了适应这种情况，对各类敏感器件、传感器、执行器的需求越来越大。为了寻求低成本、大批量生产高性能，更小型化的穿昂起，于是将硅片的腐蚀工艺与集成电路工艺结合起来，产生了硅的微机械加工，从而吧单纯的腐蚀工艺提高为一种崭新的加工制造技术。主要包括在硅晶体中或表面制造出各种微细圆孔、方孔、锥孔、沟槽、台阶、锥体、薄膜、悬臂梁、微桥、小岛等几何结构。目前硅及其他材料的微机械加工正方兴未艾，得到蓬勃的发展。许多奇妙的压力传感器和执行器都是利用它制备出来的。例如加速度传感器中的悬臂梁和悬膜、微型压力传感器中的方膜、长方膜正是利用各向异性腐蚀得到的。利用微机械加工技术得到的执行器更是种类繁多。例如可以制备出：1.微型泵。可为计算机打印设备提供微型喷墨嘴;2.硅片贮墨水槽；3.转子尺寸仅为50um的微型电机；4.微型静电开关；5.触觉传感器；6.集成光栅排列；7.尺寸仅为3mm*4mm*0.8mm的扬声器；8.直径仅为400um的齿轮；9.更为新奇是利用集成电路工艺技术已制备出蚂蚁大小的微型机器人。它还能行走和推动齿轮传动。进入90年代后，不仅利用微机械加工技术制备出常规法无法想象的上述这些执行器，而且已将计算机模拟技术应用于腐蚀过程，可利用模拟结果设计出各种行走掩膜，从而嗒嗒减少实验摸索，迅速得到所需的腐蚀结构。