CN102332351B - 一种用于微纳米测量的微可变电容的制备方法 - Google Patents
一种用于微纳米测量的微可变电容的制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN102332351B CN102332351B CN 201110279041 CN201110279041A CN102332351B CN 102332351 B CN102332351 B CN 102332351B CN 201110279041 CN201110279041 CN 201110279041 CN 201110279041 A CN201110279041 A CN 201110279041A CN 102332351 B CN102332351 B CN 102332351B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- electrode
- micro
- top electrode
- spring
- variable capacitance
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Landscapes
- Micromachines (AREA)
Abstract
一种用于微纳米测量的微可变电容的制备方法,所述电容由上下两个电极构成的,所述下电极被径向等分成四个形状和面积完全相同的独立电极单元,四个独立的电极单元呈扇形,这些独立的电极单元是相互绝缘的;所述的四个独立的电极单元都引出信号,上电极作为公用电极,每个独立的电极单元与公用上电极构成四个独立的电容,每个电容的等效面积为已经等分好的扇形面积。微电容是通过微加工工艺来实现的,在不增加工艺复杂程度的同时,制作出高灵敏度的适合微纳米测量的微可变电容,并且能够和市场上很多微纳米测量探针集成,整合到微纳米测量设备中。该电容不但适合轴向测量,也适合横向测量,微可变电容与探针集成可以实现微纳米3D测量。
Description
技术领域
本发明涉及微机电系统领域,具体的说,涉及一种具有微纳米测量能力的微可变电容作为位移传感器。
背景技术
微位移传感器是微纳米测量工具中最重要的组成部分之一,采用微电容作为微位移传感器,与其他类型的传感器相比,具有灵敏度高,精度高,成本低的优点。且微可变电容容易加工,稳定性较好,易封装。
微电容实质上是一个可变电容,这种微可变电容常常用作微力或者位移传感器,微电容作为传感器通常与测量探针集成,探针采用较硬的材料,探针与被测器件接触受到反作用力将传递到上电极上。如果测量探针受到轴向力的作用,整个电极会平移,导致电容间距发生变化,从而使电容器的电容值变化,电容值的变化通过信号处理电路来检测,输出值反映了位移负载的大小。如果测量探针受到横向负载时,上电极发生偏转,下电极采用分割电极,每一块和上电极组成一个电容,这样,每一个电容采集不同的电容变化量输入到信号处理电路中,最后输出值也反映了横向负载的大小。
中国专利(专利申请号为200410041321.2)提出过一种多自由度电容位移传感器,但这种电容传感器不能很好的与测量探针集成,而且此专利中并未提出制备方案。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于微纳米测量的微可变电容的制备方法,在不增加工艺复杂程度的同时,制作出高灵敏度的适合微纳米测量的微可变电容,并且能够和市场上很多微纳米测量探针集成,整合到微纳米测量设备中,比如坐标测量机。该用于微纳米测量的微可变电容不但适合轴向测量,也适合横向测量,具体地说,本发明中的微可变电容与探针集成可以实现微纳米3D测量。
为实现上述目的,本发明采用以下技术方案:
一种用于微纳米测量的微可变电容,包括上电极和下电极,上电极通过柱子与下电极保持悬空,电极和柱子之间通过平面弹簧来连接。下电极被径向等分成四个形状和面积完全相同的独立电极单元,四个独立的电极单元呈扇形,这些独立的电极单元是相互绝缘的。所述的四个独立的电极单元都引出信号,上电极作为公用电极,每个独立的电极单元与公用上电极构成四个独立的电容,每个电容的等效面积为已经等分好的扇形面积。
作为传感器使用时,当探针受到轴向负载的时候,上电极发生上下平移,下电极的四个独立电极单元和上电极构成四个电容,上下电极的信号引入到信号求和电路中,通过一个求和运算电路实现四个电极输出信号的叠加,电路的输出值反映了电容值的变化量。
当探针受到横向负载的时候,上电极发生偏转,四个电极单元电容,有两块电容值增大,另外两块电容值减小,增大的两块电容引出信号到求和电路中,输出端口,减小的两块电容引入到求和电路中输出端在接入到反相电路中,反相电路的输出端和输出端口的信号再输入到信号求和电路,输出值也反映了电容值的变化量。
上述技术方案中,微可变电容在玻璃基底上制作的,下电极与玻璃基底接触,上电极通过柱子和弹簧悬空与下电极持微小的距离。上下电极均采用圆形,以便于下电极等分。
上述技术方案中,下电极由镀镍层和镀金层构成,镀镍层表面为镀金层。
上述技术方案中,为了保证上电极的刚度,上电极由三层构成,由上至下依次为加厚上电极、弹簧上电极镀金层、弹簧上电极镀镍层。柱子用镀镍液电镀形成。
上述技术方案中,上下电极的间距很小,达到工艺上容许的最小值。在不影响上电极刚度的条件下,上下电极有较大的有效正对面积。提高微可变电容作为位移传感器的灵敏度和分辨力。每一块电极都有引出焊盘,以便于和外界电路焊接。每一个电极单元都关于圆形的下电极的圆心呈中心对称分布,每一块电极的形状都是扇形,相邻电极单元的绝缘间隙大约为工艺容许的200μm。
上述技术方案中,平面弹簧和上电极连接在一起,采用同一张掩膜板,弹簧有较小的刚度,很容易变形,弹簧与上电极,弹簧与焊盘的连接处容易产生应力集中,容易导致弹簧的断裂,本发明中采用连接处圆弧的图形设计,有效地减小了应力集中,增加了弹簧的寿命。
本发明提供一种上述用于微纳米测量的微可变电容的制备方法,所述的微可变电容采用标准的MEMS工艺中的光刻、溅射、电镀、腐蚀等技术来实现的。上电极的悬空采用牺牲层技术来实现的。刻蚀是用化学的、物理的或同时使用化学和物理方法,有选择性地把基片表面没有光刻胶掩蔽的待刻介质膜或金属膜去除,为后续工艺准备。采用干法物理刻蚀种子层以及湿法刻蚀Al2O3牺牲层。
本发明上述的制备方法包括以下步骤:
①清洗玻璃基片
先用碳酸钙粉末擦洗玻璃基片,冲洗干净后,分别用碱性清洗液和酸性碱性液清洗玻璃基片,然后等离子水冲洗干净,置于烘箱中烘干;
②制备分割式下电极
在玻璃基片上的一面溅射一层Cr/Cu种子层,在种子层上甩正性光刻胶为AZ P4620,烘胶,曝光,显影,电镀出分割式下电极;
③制备牺牲层
采用光刻胶作为牺牲层,在分割式下电极上面甩光刻胶,然后烘胶,曝光,显影,电镀出柱子;若采用Al2O3作为牺牲层,则在已经镀好柱子时用丙酮去掉光刻胶,然后溅射一层Al2O3,对Al2O3进行抛光,抛出柱子;
④制备可动上电极
在已经制备好的牺牲层上溅射一层Cr/Cu种子层,在种子层上甩正性光刻胶为AZ P4620,烘胶,曝光,显影,电镀出可动上电极;
⑤制备加厚上电极
在可动上电极上再甩正性光刻胶为AZ P4620,烘胶,曝光,显影,电镀出加厚上电极;
⑥释放电容结构
用配置好的碱液去掉光刻胶,用配置好的去Cr/Cu液去掉种子层,用配置好的KOH溶液去掉Al2O3牺牲层。
上述技术方案中,为了保证上电极与下电极之间的距离,即上电极相对下电极处于悬空的状态,采用了MEMS工艺中的牺牲层技术,为了保证最后能腐蚀掉牺牲层,上电极设计了一定数目的刻蚀孔,以便于腐蚀液能通过刻蚀孔与牺牲层发生化学反应,使上电极悬空。
上述技术方案中,上下电极均采用MEMS工艺中的电镀来形成的,主要材料是镍,表面电镀一层薄薄的金,金和镍有较好的结合力,且金便于焊接。
上述技术方案中,弹簧和上电极的图形是同一张掩膜版图形光刻出来的,弹簧和上电极有相同的厚度,为了保证上电极有较大的刚度,采用叠层电镀的方法,在含有弹簧的上电极上再电镀一层上电极,此上电极没有弹簧。这样,上电极加厚了,保证了较大的刚度。
上述技术方案中,为了保证下电极中每个电极单元之间相互绝缘,采用玻璃基底,而不采用有导电能力的硅作为基底。
上述技术方案中,为了提高微可变电容作为位移传感器的灵敏度和分辨力,上下电极的间距要越小越好。在不影响上电极刚度的条件下,上下电极的面积越大越好。
本发明上述的用于微纳米测量的微可变电容,其结构简单,相对其他原理的微位移传感器,灵敏度较高,分辨力较高,重复性好,非线性误差小。图形化操作实现了复杂的弹簧结构。这种微可变电容不但适用于测量位移,也可以实现微小力的测量,不但可以用作微位移传感器,还可以用作微压传感器,电容式传感器能适应恶劣的环境,且易于封装,成本低。
本发明中的微可变电容,在制造工艺方面并不复杂,采用叠层电镀技术保证了上电极的刚度,减小了微电容在工作时上电极变形引起的非线性误差。同时也保证了弹簧的弹性。下电极采用分割的形式,实现了横向的测量,从而实现了3D测量。
附图说明
图1是一种用于微纳测量的微可变电容在MEMS工艺未释放牺牲层和光刻胶前沿一对弹簧中心线的截面图;
图2是一种用于微纳测量的微可变电容在MEMS工艺释放牺牲层和光刻胶后沿一对弹簧中心线的截面图;
图3是一种用于微纳测量的微可变电容在MEMS工艺释放牺牲层和光刻胶后的俯视图;
图4一种用于微纳测量的微可变电容在MEMS工艺释放牺牲层和光刻胶后的下电极俯视图;
图5为本发明实施例得到的用于微纳测量的微可变电容与测量探针集成的结构示意图。
图中:1加厚上电极、2第四层光刻胶、3弹簧上电极镀金层、4弹簧上电极镀镍层、5第三层光刻胶、6第二层Cr/Cu种子层、7牺牲层(第二层光刻胶或者Al2O3牺牲层)、8支撑柱子、9第一层光刻胶、10下电极镀金层、11下电极镀镍层、12第一层Cr/Cu种子层、13玻璃基片、14弹簧、15刻蚀孔、16分割式下电极单元、17测量探针。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的实施例作详细说明:本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施,给出了详细的实施方式和具体的操作过程,但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
如图1所示,微可变电容整体上包含两个电极,即上电极和下电极。下电极采用分割电极的形式被分割成四块,下电极被径向等分成四个形状和面积完全相同的独立电极单元,四个独立的电极单元16呈扇形,这些独立的电极单元是相互绝缘的,如图4所示。
所述的四个独立的电极单元16都引出信号,上电极作为公用电极,每个独立的电极单元与公用上电极构成四个独立的电容,每个电容的等效面积为已经等分好的扇形面积。
上述技术方案中,微可变电容在玻璃基片13制作的,下电极与玻璃基片接触,上电极通过柱子8和弹簧14悬空与下电极持微小的距离。上下电极均采用圆形,以便于下电极等分。
上述技术方案中,所述的微可变电容采用标准的MEMS工艺中的的光刻、溅射、电镀、腐蚀等技术来实现的。上电极的悬空采用牺牲层技术来实现的。
刻蚀是用化学的、物理的或同时使用化学和物理方法,有选择性地把基片表面没有光刻胶掩蔽的待刻介质膜或金属膜去除,为后续工艺准备。采用干法物理刻蚀种子层以及湿法刻蚀Al2O3牺牲层7。
上述技术方案中,下电极均采用镀镍液作为电镀液电镀4μm,表面电镀一层1μm厚的金。这样下电极由镀镍层11和镀金层10构成。
上述技术方案中,为了保证上电极的刚度,上电极由三层构成,从上至下依次为加厚上电极1、弹簧上电极镀金层3、弹簧上电极镀镍层4。柱子8用镀镍液电镀。
上述技术方案中,上下电极的间距很小,达到工艺上容许的最小值。在不影响上电极刚度的条件下,上下电极有较大的有效正对面积。提高微可变电容作为位移传感器的灵敏度和分辨力。
上述技术方案中,弹簧14和上电极连接在一起,采用同一张掩膜板,弹簧有较小的刚度,很容易变形,弹簧与上电极,弹簧与焊盘的连接处容易产生应力集中,容易导致弹簧的断裂,本发明中采用连接处圆弧的图形设计,有效地减小了应力集中,增加了弹簧的寿命。
上述技术方案中为了保证下电极中每个电极单元之间相互绝缘,采用玻璃基底,而不采用有导电能力的硅作为基底。
上述技术方案中,为了保证上电极与下电极之间的距离,即上电极相对下电极处于悬空的状态,采用了MEMS工艺中的牺牲层技术,为了保证最后能腐蚀掉牺牲层,上电极设计了一定数目的刻蚀孔15,以便于腐蚀液能通过刻蚀孔与牺牲层发生化学反应,使上电极悬空。
实施例1采用光刻胶作为牺牲层,湿法腐蚀种子层。
采用本发明方法制备具有高灵敏度和高分辨力的微可变电容作为传感器,其步骤如下:
1)清洗1mm厚的玻璃基片13
先用碳酸钙粉末擦洗玻璃基片,洗干净后,分别用碱性清洗液和酸性碱性液清洗玻璃基片,然后等离子水冲洗干净,置于60℃烘箱中1小时。
2)在玻璃基片上的一面溅射第一层Cr/Cu种子层12。用LEYBOLD-HERAEUS Z550溅射机制备微电镀所需的Cr/Cu种子层(10nm/90nm)。溅射种子层工艺基本参数:功率为600W,高纯氩气流量为4.5sccm,本底真空度为3.0×10-6mbar,工作气压为5.0×10-3mbar,溅射时间为1min/5min。
3)在第一层Cr/Cu种子层12上甩5μm正性光刻胶AZ P4620作为第一层光刻胶9。采用Karl Suss RC8进行旋转甩胶。甩胶条件为3000rpm×30s。
4)在甩胶之后,光刻胶要进行烘胶,目的使胶膜干燥,增加它的粘附性、耐磨性和均匀性,使光刻胶具有良好的线宽控制和光吸收性,将甩好胶的玻璃基片置于程控烘箱中设定温度从20℃缓慢上升到50℃,50℃的温度保持1小时,再上升到90℃,升温时间为30分钟,90℃保持1.5小时,然后随炉冷却。
5)采用Karl Suss MA6双面对准光刻机进行曝光,曝光光线波长为400nm,曝光方式为接触式曝光,接触式曝光可以的到很高的分辨率,减少图像失真。通过曝光将下电极各电极单元的图形和柱子的图形转移到光刻胶上。
6)显影使光刻胶上的图形显现出来。本实施例采用浸泡法。将曝光好的玻璃片浸泡在碱性显影液中,使曝光的光刻胶与显影液发生化学反应,选择性的溶解掉曝光的区域。显影分粗显和精显,先粗后精,粗显1分钟,精显20秒,在显影过后,要对显影效果进行检查是否曝光区域已经充分溶解掉,显影不足可以加长显影时间,光刻胶经过显影后,用去离子水清洗,再将基片吹干或旋转甩干。用台阶仪测量选定区域的光刻胶厚度,并记录下来,方便后面工序中能测量镀层的厚度。
7)电镀。显影好的基片经过稀酸活化后置于电镀槽中电镀出下电极和柱子的图形。电镀液成分主要是硫酸镍、氯化镍、硼酸和一些添加剂。镍阳极在电镀过程中容易钝化,使用氯化镍可促进阳极的腐蚀和溶解,氯化物可提高阴极电流效率,使镀层平滑,硼酸的主要作用为缓冲剂。在电镀过程中,可以气动搅拌。电镀过程中要几次测量镀层厚度,并计算电镀速率,与理论速率作对比,然后进行微调。待镀层厚度为4μm时,经过等离子水冲洗干净后,置于镀金液中电镀1μm厚度的金,以便于焊接。
8)采用步骤4中的甩胶方法,在电镀好下电极和柱子的玻璃基片上,甩5μm正胶6。甩胶工艺基本参数一致。
9)烘胶。由于是胶上甩胶,烘胶条件稍作调整。为避免多层光刻胶在烘胶过程中发生开裂,采用梯度增温和逐次减温的方法,梯度增温就是每次烘胶的温度逐步增加,逐次减温就是下一次烘胶每个阶段的温度比上一次烘胶的每个阶段的温度减少几度。第二次烘胶的条件为:从20℃缓慢上升到45℃,45℃的温度保持1小时,再上升到85℃,升温时间为30分钟,85℃保持1.5小时,然后随炉冷却。
10)采用上述步骤中的方法,曝光、显影得到剩余柱子的图形,电镀出柱子的图形。
11)采用步骤2中的方法溅射第二层Cr/Cu种子层6。工艺参数一样。溅射好种子层后,再甩30μm正胶AZP4903,工艺参数为1000rpm×30s。这是第三层光刻胶5。
12)烘胶。甩第三层光刻胶后,第三次烘胶,在制作微电容上电极结构时,自下而上会出现正胶(牺牲层)上有种子层,种子层上还有正胶(用于光刻)的情况,这种情况不同于胶上甩胶,因为中间出现了种子层,而Cr/Cu种子层膨胀系数大,如果烘胶条件不合理,种子层上的光刻胶很容易出现比较多的裂纹。对这种情况烘胶条件和前两次有所不同。从20℃缓慢上升到60℃,60℃的温度保持20分钟,再以1℃/min的速率上升到70℃,再以2℃/3min的速率上升到75℃,然后以0.5℃/min的速率上升到80℃,80℃保持15min,随炉冷却。
13)曝光显影得到上电极和弹簧的图形,和上述方法一样,显影时间稍长。然后在同样电镀槽中镀29μm镍,在镀1μm金,电镀方法和上述电镀方法一致,电镀工艺参数根据电镀面积和厚度稍作调整。
14)电镀好后烘透,再甩30μm正胶,和上述甩胶参数一样,这是第四层光刻胶,烘胶条件为从20℃缓慢上升到45℃,45℃的温度保持1小时,再上升到85℃,升温时间为30分钟,85℃保持1.5小时,然后随炉冷却。再曝光显影得到无弹簧的上电极,目的是为了增加上电极的刚度。最后电镀30μm镍。
15)释放出电容结构:
①先释放第四层和第三层光刻胶,即最上面一层光刻胶。配置质量百分比浓度为3%的氢氧化钠溶液,用夹子夹住片子置于已配置好的氢氧化钠溶液中,上下反复拖动十下左右,用肉眼观察最上面一层光刻胶是否已经去掉,由于最上面一层光刻胶下面是种子层,上面的光刻胶去掉后,种子层将暴露出来。
②释放第二层种子层。先刻蚀Cu再刻蚀Cr。本实验中采用双氧水-氨水刻蚀液来刻蚀铜的选择性刻蚀液,其能刻蚀铜的同时保留镍和金元素。一般按照双氧水:氨水:水=1:3:12比例配置,双氧水最后加,搅拌均匀后使用。刻蚀铜的速率很快,一般几分钟内完成。然后用酸性高锰酸钾溶液刻蚀Cr。
③释放牺牲层,将片子置于已配置好的氢氧化钠溶液中,通过磁力搅拌,使碱性刻蚀液通过上电极的刻蚀孔进入到牺牲层,由于上下电极之间的光刻胶需要通过刻蚀液从上电极的刻蚀孔进入,所以腐蚀速率极慢,需要长时间的反应,大概需要10小时的反应时间才能充分去掉。
④释放第一层种子层,和步骤2方法一样。
⑤最重要的一步,先将片子用等离子水冲洗干净,然后置于无水乙醇中浸泡5分钟,并轻微振荡,然后置于纯丙酮中,轻微振荡5分钟,最后置于氟利昂中振荡1分钟,将片子取出后搁置10分钟。然后置于低温烘箱中烘干。经过这样的步骤,上下电极之间残留的水份将被带走,避免了因水分蒸发产生张力使上下电极粘接在一起。
上述电容释放完成后,通过高精度校准装置用黏胶将测量探针17粘接到电容的加厚上电极1上,如图5所示。从而封装到微纳测量系统中。
实施例2用Al2O3作牺牲层,干法刻蚀种子层。
以下步骤若有相同的工艺,均采用实施方式1中完全一样的操作,不同之处参照以下描述。
1)清洗1mm厚的玻璃基片。
2)在玻璃基片上的一面溅射一层Cr/Cu种子层。
3)在种子层上甩5μm正性光刻胶AZ P4620。
4)烘胶。方法同实施方式1步骤4。
5)曝光,显影,电镀出下电极的图形,(方法同实施方式1中步骤8),同样是4μm镍,1μm金。
6)用丙酮去掉光刻胶。
7)在种子层上甩5μm正性光刻胶AZ P4620。
8)烘胶,曝光,显影,电镀出5μm柱子的图形,方法同实施方式1中步骤9、10。
9)用丙酮去掉光刻胶。
10)干法刻蚀掉种子层。
采用美国Comptech公司的2440离子溅射机刻蚀Cr/Cu种子层。刻蚀工艺参数:功率为500W,本底真空度为1.4×10-6mbar,氩气流量为70sccm,刻蚀时间为20分钟。
11)溅射一层5μm的Al2O3作为牺牲层,对Al2O3进行抛光,抛出柱子。
12)在抛光后的Al2O3上溅射Cr/Cu种子层。
13)在种子层上甩30μm正胶,烘胶,曝光,显影,电镀出上电极和弹簧的图形,同样是29μm镍,1μm金。方法同实施方式1中步骤12,13。
14)再甩30μm的正胶2,烘胶,曝光,显影,电镀出不含弹簧的上电极。方法同实施方式1中步骤14。
15)无掩膜曝光去胶。
16)干法刻蚀掉顶层种子层,湿法腐蚀掉Al2O3。
湿法刻蚀Al2O3的腐蚀液为KOH溶液(质量百分比浓度为10%),刻蚀时水浴温度为70℃,腐蚀速率为0.5μm/min。在腐蚀Al2O3的过程中,会出现气泡,有无气泡可以直观地判断腐蚀反应是否继续进行。判断反应是否继续进行的更好方法是,在湿法腐蚀前用精密电子称第一次称量基片的质量,估计腐蚀完毕后清洗烘干基片,第二次称量基片质量,然后再将片子放入腐蚀液少许时间,清洗烘干后第三次称量基片质量,如果第三次和第二次质量相差非常小,就可以判定Al2O3全部被腐蚀掉。如果第三次和第二次质量差还是在不能忽视的范围,可以进行多次腐蚀和称量,直到相邻两次称量的质量差很小甚至相等。
为避免两电极之间残留的溶液蒸发引起张力。将湿法腐蚀后的片子依次通过乙醇、丙酮、氟利昂,水分依次被挥发带走。最后烘干。方法同实施例1中的步骤15。
尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍,但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后,对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。因此,本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。
Claims (8)
1.一种用于微纳米测量的微可变电容的制备方法,所述用于微纳米测量的微可变电容,由上下两个电极构成的,上电极通过柱子与下电极保持悬空,上电极和柱子之间通过平面弹簧来连接,所述下电极被径向等分成四个形状和面积完全相同的独立电极单元,四个独立的电极单元呈扇形,这些独立的电极单元是相互绝缘的;所述的四个独立的电极单元都引出信号,上电极作为公用电极,每个独立的电极单元与公用上电极构成四个独立的电容,每个电容的等效面积为已经等分好的扇形面积;其特征在于,该微可变电容制备方法包括以下步骤:
①清洗玻璃基片
先用碳酸钙粉末擦洗玻璃基片,冲洗干净后,分别用碱性清洗液和酸性液清洗玻璃基片,然后等离子水冲洗干净,置于烘箱中烘干;
②制备分割式下电极
在玻璃基片上的一面溅射一层Cr/Cu种子层,在种子层上甩正性光刻胶为AZ P4620,烘胶,曝光,显影,电镀出分割式下电极;
③制备牺牲层
采用光刻胶作为牺牲层,在分割式下电极上面甩光刻胶,然后烘胶,曝光,显影,电镀出柱子;若采用Al2O3作为牺牲层,则在已经镀好柱子时用丙酮去掉光刻胶,然后溅射一层Al2O3,对Al2O3进行抛光,抛出柱子;
④制备可动上电极
在已经制备好的牺牲层上溅射一层Cr/Cu种子层,在种子层上甩正性光刻胶为AZ P4620,烘胶,曝光,显影,电镀出可动上电极;
⑤制备加厚上电极
在可动上电极上再甩正性光刻胶为AZ P4620,烘胶,曝光,显影,电镀出加厚上电极;
⑥释放电容结构
用配置好的碱液去掉光刻胶,用配置好的去Cr/Cu液去掉种子层,若采用Al2O3作为牺牲层,用配置好的KOH溶液去掉Al2O3牺牲层;
所述弹簧和上电极的图形是同一张掩膜版图形光刻出来的,弹簧和上电极有相同的厚度。
2.根据权利要求1所述的用于微纳米测量的微可变电容的制备方法,其特征在于,所述上下电极均采用MEMS工艺中的电镀来形成的,材料是镍,表面电镀一层1μm的金。
3.根据权利要求1或2所述的用于微纳米测量的微可变电容的制备方法,其特征在于,所述上电极上设有便于腐蚀液能进入到牺牲层并发生化学腐蚀的刻蚀孔。
4.根据权利要求1所述的用于微纳米测量的微可变电容的制备方法,其特征在于,所述微可变电容设置在玻璃基底上,下电极与玻璃基底接触,上电极通过柱子和弹簧悬空与下电极保持微小的距离,上下电极均采用圆形,柱子用镀镍液电镀形成;弹簧与上电极,弹簧与焊盘的连接处采用连接处圆弧设计。
5.根据权利要求1或4所述的用于微纳米测量的微可变电容的制备方法,其特征在于,所述下电极由镀镍层和镀金层构成,镀镍层表面为镀金层。
6.根据权利要求1或4所述的用于微纳米测量的微可变电容的制备方法,其特征在于,所述上电极由三层构成,从上至下依次为加厚上电极、弹簧上电极镀金层、弹簧上电极镀镍层。
7.根据权利要求4所述的用于微纳米测量的微可变电容的制备方法,其特征在于,所述上电极上设有便于腐蚀液能进入到牺牲层并发生化学腐蚀的刻蚀孔。
8.根据权利要求1或4所述的用于微纳米测量的微可变电容的制备方法,其特征在于,所述下电极的每一块电极都有引出焊盘,每一个电极单元都关于圆形的下电极的圆心呈中心对称分布,每一电极单元的形状都是扇形,相邻电极单元的绝缘间隙为工艺容许的200μm。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN 201110279041 CN102332351B (zh) | 2011-09-20 | 2011-09-20 | 一种用于微纳米测量的微可变电容的制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN 201110279041 CN102332351B (zh) | 2011-09-20 | 2011-09-20 | 一种用于微纳米测量的微可变电容的制备方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN102332351A CN102332351A (zh) | 2012-01-25 |
CN102332351B true CN102332351B (zh) | 2013-04-17 |
Family
ID=45484087
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN 201110279041 Expired - Fee Related CN102332351B (zh) | 2011-09-20 | 2011-09-20 | 一种用于微纳米测量的微可变电容的制备方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN102332351B (zh) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN107036738A (zh) * | 2017-06-01 | 2017-08-11 | 黄昱 | 一种基于微纳米技术的弹性薄膜可变电容式的血小板微力传感器 |
CN107192747B (zh) * | 2017-07-24 | 2023-12-15 | 梁鑫 | 一种可变电容式微纳米生物检测芯片及其加工方法 |
CN107560573B (zh) * | 2017-08-31 | 2019-08-09 | 安徽理工大学 | 一种悬丝式可变刚度微纳测头 |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5644349A (en) * | 1994-09-07 | 1997-07-01 | Xerox Corporation | Mechanical capacitor |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20090095081A1 (en) * | 2007-10-16 | 2009-04-16 | Rohm Co., Ltd. | Semiconductor device |
TWI372570B (en) * | 2009-12-25 | 2012-09-11 | Ind Tech Res Inst | Capacitive sensor and manufacturing method thereof |
-
2011
- 2011-09-20 CN CN 201110279041 patent/CN102332351B/zh not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5644349A (en) * | 1994-09-07 | 1997-07-01 | Xerox Corporation | Mechanical capacitor |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN102332351A (zh) | 2012-01-25 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN100479127C (zh) | 微机械圆片级芯片测试探卡及制作方法 | |
EP2274108B1 (en) | Methods of manufacturing a capacitive electromechanical transducer | |
CN102435773B (zh) | 用于单轴精密加速度计的差分微电容及其制备方法 | |
CN102692439B (zh) | 双螺旋结构的微电极系统、电化学传感器及其制备方法 | |
CN102953104A (zh) | 用于半导体电镀设备的唇形密封件和接触元件 | |
CN105547464B (zh) | 具有串联结构的mems压电矢量水听器及其制备方法 | |
CN102332351B (zh) | 一种用于微纳米测量的微可变电容的制备方法 | |
CN100445750C (zh) | 简支梁型微电子机械系统探卡及其制备方法 | |
CN104677528A (zh) | 一种电容式压力传感器及其制备方法 | |
CN107367771B (zh) | 电化学地震检波器敏感电极及其制备方法 | |
FR2762140B1 (fr) | Procede de fabrication d'une carte a pointes de contact multiple pour le test des puces semiconductrices | |
CN109865541A (zh) | 一种扫描电镜原位电化学检测芯片及其制作方法 | |
CN112362925B (zh) | 一种微机电探针及制作方法 | |
CN101645485B (zh) | 软支撑悬臂梁式硅微压电传声器芯片及其制备方法 | |
CN101646117A (zh) | 软支撑桥式硅微压电传声器芯片及其制备方法 | |
CN105509872B (zh) | 一种mems压电矢量水听器及其制备方法 | |
CN110501365A (zh) | 一种原位加热芯片及其制作方法 | |
CN104340955B (zh) | 微型皮拉尼计与体硅器件集成加工的方法 | |
CN110514677A (zh) | 一种原位液体池芯片及其制作方法 | |
CN100507542C (zh) | 细胞外电位测量装置及其制造方法 | |
JP2011259371A (ja) | 容量型電気機械変換装置の製造方法 | |
CN111766403B (zh) | 一种抗高g值冲击的梳齿微加速度计及其制备方法 | |
CN1156681C (zh) | 静电键合密封电容腔体的压力传感器及其制作工艺 | |
TW200415257A (en) | Device and method for monitoring an electrolytic process | |
CN102522436B (zh) | 用于测试体寿命的硅片及其制作方法和体寿命测试方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
C14 | Grant of patent or utility model | ||
GR01 | Patent grant | ||
CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20130417 Termination date: 20150920 |
|
EXPY | Termination of patent right or utility model |