MEMS電場(chǎng)傳感器的設(shè)計(jì)與工藝研究.pdf

1、本課題基于微機(jī)械加工技術(shù)、利用電荷感應(yīng)原理，針對(duì)空間低頻及靜電場(chǎng)的檢測(cè)進(jìn)行了器件的方案設(shè)計(jì)和加工工藝研究。按照不同的技術(shù)路線和電荷感應(yīng)方式，提出三類(lèi)MEMS電場(chǎng)傳感器，分別是體加工平行振動(dòng)式、表面加工平行振動(dòng)式和體加工垂直振動(dòng)式電場(chǎng)傳感器。 本文采用基于有限元方法的計(jì)算機(jī)模擬技術(shù)對(duì)電荷感應(yīng)進(jìn)行電學(xué)仿真，結(jié)合對(duì)振動(dòng)單元的動(dòng)力學(xué)分析，計(jì)算出了感應(yīng)電流有效值，從而驗(yàn)證了設(shè)計(jì)方案的可行性。加工上則主要采用兩條路線，一是按照標(biāo)準(zhǔn)工藝流程對(duì)

2、外流片加工，二是基于體加工工藝流程在本實(shí)驗(yàn)室加工。其中表面加工平行振動(dòng)式電場(chǎng)傳感器采用對(duì)外流片的方式，分別利用單晶硅、二氧化硅作為結(jié)構(gòu)層和犧牲層，最后再對(duì)加工好的器件進(jìn)行結(jié)構(gòu)層釋放?；隗w加工的電場(chǎng)傳感器則在本實(shí)驗(yàn)室加工，碩士期間完成了平行振動(dòng)式電場(chǎng)傳感器的設(shè)計(jì)和雛形樣機(jī)制作。其中包括利用金屬薄膜作為屏蔽電極，在硅片背面濺射金屬薄膜、正面掏空屏蔽區(qū)域的電極制備方法具有成品率高、加工簡(jiǎn)單的優(yōu)勢(shì)。同時(shí)設(shè)計(jì)并制備出差分輸出感應(yīng)電極用以抵消共模