كليدواژه :
ميكرو ماشين كاري حجمي , ميكروكانتيليور , رهاسازي تر , MEMS
چكيده فارسي :
از آنجائي كه كانتيليور‌ها پايه و اساس بيشتر قطعات مبتني بر ساختارهاي MEMS مي‌باشند، در اين مقاله فرآيند ساخت كانتيليور با فناوري ميكرو ماشين‌كاري حجمي بيان شده است و از آن فرآيند براي ساخت آرايه‌اي از ميكروكانتيليورهاي تك‌ماده‌اي از جنس SiO2 استفاده شده است. نتايج حاصل از اين مقاله مي‌تواند پايه و اساس طراحي و ساخت حسگرهايي باشد كه بر پايه كانتيليور از جنس SiO2 استوار است. طراحي فرآيند ساخت كانتيليور‌ها در 13 مرحله با 2 ماسك شيشه‌اي و طلقي انجام‌شده است و معلق‌سازي آن‌ها نيز به روش رهاسازي‌تر است. از مهم‌ترين مزاياي روش ارائه‌شده مي‌توان به عدم نياز به تجهيزات پيشرفته لايه نشاني، طراحي با حداقل ماسك، سادگي در پياده‌سازي سريع كانتيليور‌ها، اجتناب از پيچيدگي رهاسازي از لايه قرباني، رهاسازي كانتيليور در دماي محيط، كم هزينه بودن و در نهايت امكان پياده‌سازي آن در آزمايشگاه‌هاي ميكروالكترونيك با تجهيزات محدود اشاره نمود. كانتيليور‌هاي تك‌ماده‌اي از جنس SiO2 با طول‌هاي 50µm، 100، 150، 200، 250، 300، 350 و 400، به ضخامت‌هاي1µm و 2 و به عرض‌هاي 20µm و 40 ساخته شدند. مقادير فركانس رزونانس و ثابت فنر آن‌ها نيز براي مواد مختلف Si3N4، Si، Au، SiO2، Al و SU8 با ابعاد متفاوت محاسبه‌شده‌اند. نتايج حاصل از تصاوير روبشي نشان مي‌دهند كه عمليات ليتوگرافي باوجود ناهمواري در پشت زير لايه به درستي صورت پذيرفته است، كنترل فرآيند ساخت و كنترل عمليات زدايش Si در حد قابل قبول است و كانتيليور‌ها با استرس ناچيز به خوبي به حالت معلق درآمده‌اند.
چكيده لاتين :
We know, cantilevers are based for the most of the MEMS components. In this paper, the fabrication process of SiO2 micro cantilever array based on bulk micromachining technology is introduced. The results of which can be used to fabricate of SiO2 micro cantilever sensors. The micro-cantilever fabrication process is implemented in the 13th stage with two glass and talcous masks and it is also suspend by wet release technique. The main advantages of the proposed method can be expressed no need for advanced deposition equipment, design with minimum mask, fast and simplicity in implementation of the micro cantilever, avoid of complexity release from sacrificial layer, release the micro cantilever at environment temperature, low cost price and finally possible to implement in microelectronics research laboratories with limited equipment. The SiO2 micro cantilevers fabricate with 1and 2μm thickness, 50, 100, 150, 200, 250, 300, 350 and 400μm lengths, and 20 and 40μm widths. The resonant frequency and the spring constant values are also calculated for different materials (Si3N4, Si, Au, SiO2, Al and SU8) with various sizes. The SEM images results show that the lithographic process is correctly done on the roughness of the backside substrate, the fabrication process and Si etching operations controls are performed suitable, and micro-cantilevers are suspended with negligible stress.
