RU2137249C1 - Process of manufacture of micromechanical instruments - Google Patents
Process of manufacture of micromechanical instruments Download PDFInfo
- Publication number
- RU2137249C1 RU2137249C1 RU98105174A RU98105174A RU2137249C1 RU 2137249 C1 RU2137249 C1 RU 2137249C1 RU 98105174 A RU98105174 A RU 98105174A RU 98105174 A RU98105174 A RU 98105174A RU 2137249 C1 RU2137249 C1 RU 2137249C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- film
- substrate
- dielectric layer
- etching
- layer
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к микроэлектронике и касается технологии изготовления микромеханических приборов, в частности, микрогироскопов, микроакселерометров, микродатчиков давления, из кремнийсодержащих полупроводниковых структур. The invention relates to microelectronics and relates to the manufacturing technology of micromechanical devices, in particular, microgyroscopes, microaccelerometers, pressure microsensors, from silicon-containing semiconductor structures.
Известен способ изготовления микромеханических приборов путем взрывного травления тонкой эпитаксиальной пленки и последующего эпитаксиального выращивания пленок на подложке с нанесенным на ней вспомогательным слоем, формирования в эпитаксиальной пленке рисунка элементов приборного слоя с открытыми сторонами, покрытия этих сторон несущим слоем, стравливания вспомогательного слоя, отделения несущего слоя с приборным слоем от подложки, а затем удаления несущего слоя в промежуточной среде и переноса приборного слоя из промежуточной среды на стационарную подложку (патент США N 5244818, H 01 L 31/18, 1993). При изготовлении подвижной микроструктуры на подложку наносят временный слой и избирательно удаляют участки этого слоя, вскрывая отверстия в слое для создания столбиков в составе микроструктуры. На подложку и временный слой осаждают второй материал, из которого выполняют создаваемую микроструктуру избирательным травлением с последующим удалением отдельных участков временного слоя. Далее на подложку, временный слой и второй слой осаждают фоточувствительный полимер (ФП), заполняющий при этом зазоры во втором слое и временном слое. После избирательного удаления участков ФП некоторое количество этого полимера оставляют в зазорах временного слоя для образования столбиков между подложкой и вторым слоем. Затем временный слой и неиспользованный ФП удаляют (патент США N 5314572, H 01 L 21/306, В 44 С 1/22, В 29 С 37/00, C 03 C 15/00, 1994). A known method of manufacturing micromechanical devices by explosive etching of a thin epitaxial film and subsequent epitaxial film growth on a substrate coated with an auxiliary layer, forming in the epitaxial film a pattern of elements of the instrument layer with open sides, covering these sides with a carrier layer, etching the auxiliary layer, separating the carrier layer with the instrument layer from the substrate, and then removing the carrier layer in the intermediate medium and transfer the instrument layer from the intermediate Reds on a stationary substrate (U.S. Patent N 5244818, H 01 L 31/18, 1993). In the manufacture of a movable microstructure, a temporary layer is applied to the substrate and parts of this layer are selectively removed, opening holes in the layer to create columns in the microstructure. A second material is deposited on the substrate and the temporary layer, from which the created microstructure is made by selective etching, followed by the removal of individual sections of the temporary layer. Next, a photosensitive polymer (FP) is deposited on the substrate, the temporary layer and the second layer, filling in this case the gaps in the second layer and the temporary layer. After selective removal of the AF regions, a certain amount of this polymer is left in the gaps of the temporary layer to form columns between the substrate and the second layer. Then the temporary layer and unused AF are removed (US patent N 5314572, H 01 L 21/306, 44 C 1/22, 29 C 37/00, C 03 C 15/00, 1994).
Эти способы сложны и обладают низкой надежности из-за возможности повреждения микроструктуры при многочисленных обработках, особенно при переносе приборного слоя с исходной подложки на стационарную. Кроме того, здесь возникает проблема закрепления приборного слоя на стационарной подложке. These methods are complex and have low reliability due to the possibility of damage to the microstructure during numerous treatments, especially when the instrument layer is transferred from the initial substrate to a stationary one. In addition, there arises the problem of fixing the instrument layer on a stationary substrate.
Для повышения технологичности изготовления микромеханических элементов на подложку осаждают слой нитрида алюминия (AIN), распыляя алюминиевую мишень в вакуумной камере, заполненной азотом и реакционным газом. Затем на слой нитрида алюминия осаждают слой диэлектрика и с помощью фотолитографии формируют в слое диэлектрика контактные окна, вскрывающие поверхность нитрида алюминия, который используют как стол-слой травления. В заключение удаляют слой нитрида алюминия из контактных окон (патент США N 5270263, H 01 L 21/465, С 23 С 14/00, 1993). To increase the manufacturability of the production of micromechanical elements, a layer of aluminum nitride (AIN) is deposited on the substrate by sputtering an aluminum target in a vacuum chamber filled with nitrogen and reaction gas. Then, a dielectric layer is deposited on the aluminum nitride layer and, using photolithography, contact windows are opened in the dielectric layer to reveal the surface of aluminum nitride, which is used as a table-etching layer. In conclusion, remove the layer of aluminum nitride from the contact windows (US
Недостатком данного способа является невозможность формирования токопроводящей конфигурации формируемого приборного слоя. The disadvantage of this method is the impossibility of forming a conductive configuration of the formed instrument layer.
Известен также способ изготовления микромеханических приборов на примере полупроводникового датчика давления путем эпитаксиального наращивания кремниевой пленки на подложке из монокристаллического сапфира с последующим формированием на пленке диффузионного резистора. Используя кремниевую пленку в качестве стоп-слоя, избирательным травлением нагретой фосфорной кислотой удаляют участок подложки, соответствующий только диффузионному резистору, формируя таким образом мембранную структуру. В качестве маски для травления используют пленку из диоксида кремния (патент Японии N 5-10830, H 01 L 29/84, 1993). There is also a known method of manufacturing micromechanical devices using an example of a semiconductor pressure sensor by epitaxial growth of a silicon film on a single crystal sapphire substrate, followed by the formation of a diffusion resistor on the film. Using a silicon film as a stop layer, selectively etching with heated phosphoric acid, removes the portion of the substrate that corresponds only to the diffusion resistor, thereby forming a membrane structure. As a mask for etching using a film of silicon dioxide (Japan patent N 5-10830, H 01 L 29/84, 1993).
Однако данный способ обладает низкой точностью воспроизведения геометрических размеров микромеханических элементов, формируемых глубоким вытравливанием сапфира. Кроме того, травление подложки снижает прочность конструкции и требует герметизации образовавшихся полостей при сборке изделия. However, this method has low accuracy in reproducing the geometric dimensions of micromechanical elements formed by deep etching of sapphire. In addition, etching the substrate reduces the strength of the structure and requires sealing the formed cavities during assembly of the product.
Наиболее близким к заявляемому является способ изготовления микромеханических приборов на примере изготовления микроакселерометра, предусматривающий нанесение на подложку пленки из проводящего монокристаллического кремния, отделенного от подложки слоем диэлектрика, с последующим вытравливанием участков пленки и слоя диэлектрика до подложки для формирования измерительного узла, созданием электрических контактов для средств измерения и частичным удалением слоя диэлектрика для освобождения подвижных элементов измерительного узла (патент Франции N 2700065, H 01 L 49/02, G 01 P 15/08, 15/125, 1994). Closest to the claimed one is a method of manufacturing micromechanical devices using the example of manufacturing a microaccelerometer, which involves applying a film of conductive single-crystal silicon separated from a substrate by a dielectric layer onto a substrate, followed by etching of the film and dielectric layer to the substrate to form a measuring unit, creating electrical contacts for the means measuring and partially removing the dielectric layer to release the movable elements of the measuring unit (
Однако приборы, изготавливаемые данным способом, обладают низкой механической, температурной и радиационной стойкостью. However, devices manufactured by this method have low mechanical, temperature and radiation resistance.
Задача предлагаемого способа - повышение механической, температурной и радиационной стойкости изготавливаемых изделий. The objective of the proposed method is to increase the mechanical, temperature and radiation resistance of manufactured products.
Решение указанной задачи заключается в том, что в способе изготовления микромеханических приборов, предусматривающем нанесение на подложку пленки из проводящего монокристаллического кремнийсодержащего материала, отделенного от подложки слоем диэлектрика, с последующим вытравливанием участков пленки для формирования измерительного узла, удалением слоя диэлектрика для освобождения подвижных элементов измерительного узла и созданием электрических контактов для средств измерения, в качестве пленки из проводящего монокристаллического кремнийсодержащего материала на подложку наносят эпитаксиальную пленку карбида кремния (SiC), отделенного от подложки эпитаксиальным слоем диэлектрика - нитрида алюминия, образующих полупроводниковую сэндвич-структуру. The solution to this problem lies in the fact that in the method of manufacturing micromechanical devices, which involves applying a film of a conductive single-crystal silicon-containing material to the substrate, separated from the substrate by a dielectric layer, followed by etching of the film sections to form the measuring unit, removing the dielectric layer to release the movable elements of the measuring unit and the creation of electrical contacts for measuring instruments, as a film from a conductive single-crystal of siliceous material is applied to the substrate the epitaxial film of silicon carbide (SiC), separated from the epitaxial layer dielectric substrate - aluminum nitride constituting the semiconductor sandwich structure.
Причинно-следственная связь внесенных технологических изменений с улучшением качества изготавливаемых изделий заключается в том, что среди значительного числа возможных пар материалов токопроводящих эпитаксиальных пленок и эпитаксиальных слоев диэлектриков, обладающих высокими износостойкостью, механической прочностью и близкими коэффициентами температурного расширения (что важно для исключения деформации микромеханических элементов) пара "карбид кремния - нитрид алюминия" обладает наилучшей кристаллохимической совместимостью, что обеспечивает надежное получение их сэндвич-структуры. The causal relationship of the technological changes made with the improvement of the quality of manufactured products is that among a significant number of possible pairs of materials of conductive epitaxial films and epitaxial layers of dielectrics with high wear resistance, mechanical strength and close thermal expansion coefficients (which is important to avoid deformation of micromechanical elements ) a pair of "silicon carbide - aluminum nitride" has the best crystal chemical compatibility , which ensures reliable receipt of their sandwich structure.
При технической реализации предлагаемого способа целесообразно удаление участков нитрида алюминия производить травлением в нагретой концентрированной ортофосфорной кислоте. Этот травитель является наиболее избирательным при обработке используемой сэндвич-структуры, не вызывает газовыделения и не образует балластных соединений, искажающих формируемые структуры. In the technical implementation of the proposed method, it is advisable to remove sections of aluminum nitride by etching in heated concentrated phosphoric acid. This etchant is the most selective when processing the used sandwich structure, does not cause gas evolution and does not form ballast compounds that distort the formed structures.
При формировании элементов микромеханического прибора, требующих повышенной точности воспроизведения элементов конструкции, наиболее приемлемым является вариант способа, дополнительно предусматривающий формирование изолированного тестового участка обрабатываемой сэндвич-структуры с линейными размерами из расчета всплывания полупроводниковой пленки тестового участка при травлении расположенного под ним участка слоя диэлектрика в момент, гарантирующий достижение заданных размеров формируемых элементов прибора. В этот момент травление диэлектрика прекращают. When forming elements of a micromechanical device that require increased accuracy of reproducing structural elements, the most acceptable is a variant of the method that additionally provides for the formation of an isolated test section of the processed sandwich structure with linear dimensions based on the calculation of the emergence of a semiconductor film of the test section during etching of the section of the dielectric layer located below it at the moment guaranteeing the achievement of the specified dimensions of the formed elements of the device. At this point, the etching of the dielectric is stopped.
Данный вариант способа является наиболее приемлемым при формировании опоры чувствительного элемента микрогироскопа, поскольку недостаточно глубокое травление резко снижает чувствительность измерений, а передержка травления может привести к отрыву чувствительного элемента от подложки. This variant of the method is most acceptable when forming the support of the sensitive element of the microgyroscope, since insufficiently deep etching sharply reduces the sensitivity of measurements, and overexposure to the etching can lead to the separation of the sensitive element from the substrate.
Слой AIN может быть выполнен с окнами для контактирования требуемых участков слоя SiC формируемой микроструктуры непосредственно с подложкой. The AIN layer can be made with windows for contacting the required portions of the SiC layer of the formed microstructure directly with the substrate.
На фиг. 1 приведена схема микромеханического датчика давления к примеру 1. In FIG. 1 shows a diagram of a micromechanical pressure sensor for example 1.
На фиг. 2 приведена схема микромеханического акселерометра к примеру 2. In FIG. 2 shows a diagram of a micromechanical accelerometer for example 2.
На фиг. 3 приведена схема микромеханического гироскопа к примеру 3. In FIG. 3 shows a diagram of a micromechanical gyroscope for example 3.
На фиг. 4 приведена схема изолированного тестового участка для определения времени травления слоя AIN к примеру 3. In FIG. 4 is a diagram of an isolated test site for determining the etching time of an AIN layer, for example 3.
Способ поясняется следующими примерами. The method is illustrated by the following examples.
Пример 1. Изготовление микромеханического датчика давления
На подложку 1 (фиг. 1) из кремния ориентации (III) наносят слои 2 из AIN и пленку 3 из SiC последовательным осаждением в установке магнетронного распыления при постоянном токе разряда 0,65 А и мощности 210 Вт из мишени с перемещаемыми рабочими зонами. В первой рабочей зоне находится алюминиевая пластина, а во второй - карбидокремниевая мишень.Example 1. The manufacture of a micromechanical pressure sensor
Осаждение производят при 5%-ном избытке потоков Al и Si соответственно. Каждый слой осаждают в течение 30 мин под вакуумом при температурах подложки в диапазоне от 900 до 950oC. При этом сначала на подложке 1 осаждают слой 2 AIN из первой рабочей зоны мишени в азото-аргоновой среде, затем перекрывают подачу азота в камеру установки и осаждают пленку 3 SiC из второй рабочей зоны мишени и т.д. Получают эпитаксиальную сэндвич-структуру SiC (8 мкм) на AIN (1 мкм).Precipitation is carried out at a 5% excess of Al and Si flows, respectively. Each layer is deposited for 30 minutes under vacuum at a substrate temperature in the range from 900 to 950 o C. In this case, first,
На внешнюю поверхность пленки 3 из SiC наносят фоторезистивную маску, с помощью которой плазмохимически вытравливают в этой пленке сквозные окна 4 размером 3х3 мкм. Затем маску удаляют растворением в диметилформамиде и производят вытравливание части слоя AIN, находящегося в зоне окон, с помощью подогретого до 75oC водного раствора КОН (33 мас.%), поступающего в зону травления через окна 4, выполненные в пленке SiC. Травление вакуумируемой мембранной полости 5 в слое 4 AIN производят в течение 45 мин. Продукты реакции и непрореагировавшие ингредиенты удаляют промывкой в деионизированной воде и высушивают обрабатываемую структуру в сушильном шкафу в течение 3 ч при 50oC.A photoresistive mask is applied to the outer surface of the
Далее на внешнюю поверхность пленки 3 из SiC наносят 3 мкм слой 6 никеля с помощью термического распыления в вакууме. При этом подложку располагают под углом 45o к направлению потока распыляемого металла для исключения попадания его в сформированную мембранную полость в слое AIN через окна в пленке. В результате данной операции происходит герметизация мембранной полости 5, при этом нанесенный герметизирующий токопроводящий слой 6, контактируя со сформированной над полостью 5 гибкой мембраной из SiC, служит одной из обкладок сформированного мембранного емкостного датчика давления. Второй контакт 7 напыляют снаружи на кремниевую подложку 1, служащую другой обкладкой емкостного датчика. Контакты подключают ко входу измерителя емкости, проградуированного в единицах давления. Подаваемое сверху датчика давление воспринимается мембранной полостью, изменяя емкость датчика за счет изменения расстояния между его обкладками. Полученный микродатчик обладает следующими техническими характеристиками:
- диапазон измеряемых давлений - от 0 до 500 кПа;
- погрешность - 0,5%.Next, on the outer surface of the
- range of measured pressures - from 0 to 500 kPa;
- the error is 0.5%.
Для сравнения изготавливают микромеханические датчики давления, включающие пленку SiC, отделенную от подложки слоем AIN, где в качестве подложки используют высокотемпературную оксидно- бериллиевую керамическую пластину марки БВ-100-1 (для контроля существенности признака эпитаксиальной структуры, поскольку на керамическую подложку эпитаксиальное напыление невозможно). Кроме того, изготавливают датчики из эпитаксиальных структур SiC/Al2O3/Si, Si/AlN/Al2O3 (патент Франции N 2700065) и неэпитаксиальной структуры SiO2/AlN/Si (патент США N 5270263).For comparison, micromechanical pressure sensors are made, including a SiC film separated from the substrate by an AIN layer, where a BV-100-1 high-temperature oxide-beryllium ceramic plate is used as the substrate (to control the significance of the sign of epitaxial structure, since epitaxial deposition is impossible on a ceramic substrate) . In addition, sensors are made from the epitaxial structures SiC / Al 2 O 3 / Si, Si / AlN / Al 2 O 3 (French patent N 2700065) and non-epitaxial structure SiO 2 / AlN / Si (US patent N 5270263).
Учитывают процент изготовления годных изделий в отношении геометрических параметров формы и размеров и вакуумирования мембранной полости (под микроскопом), дрейф электрической характеристики и чувствительность измерения. Take into account the percentage of manufacturing suitable products in relation to the geometric parameters of the shape and dimensions and evacuation of the membrane cavity (under a microscope), the drift of the electrical characteristics and the sensitivity of the measurement.
Годные датчики подвергают термическому испытанию путем выдерживания при температуре 700oC в течение 3 ч и радиационной обработке из расчета 1,4•1015 нейтр/см2 и выявляют процент сохранения годных изделий в отношении вышеуказанных характеристик. Результаты по данным 20-300 испытаний приведены в табл. 1 (см. в конце описания).The suitable sensors are subjected to a thermal test by holding at a temperature of 700 o C for 3 hours and radiation processing at a rate of 1.4 • 10 15 neutrons / cm 2 and reveal the percentage of storage of suitable products in relation to the above characteristics. The results according to 20-300 tests are given in table. 1 (see the end of the description).
Как видно из таблицы, выход годных микромеханических датчиков давления в предлагаемом способе составляет 30%, а в прототипном - 27,7% (различие статистически недостоверно). В то же время датчики, полученные предлагаемым способом, обладают значительно более высокими эксплуатационными характеристиками, что подтверждается 84%-ным сохранением их работоспособности после термообработки против 37% в прототипном способе и 95%-ным сохранением работоспособности против 48% после радиационной обработки. Достигнутые значения данных показателей качества превышают также соответствующие значения других способов. As can be seen from the table, the yield of suitable micromechanical pressure sensors in the proposed method is 30%, and in the prototype - 27.7% (the difference is not statistically significant). At the same time, the sensors obtained by the proposed method have significantly higher operational characteristics, which is confirmed by 84% preservation of their operability after heat treatment against 37% in the prototype method and 95% preservation of operability against 48% after radiation treatment. The achieved values of these quality indicators also exceed the corresponding values of other methods.
Пример 2. Изготовление микромеханического акселерометра
На подложку 1 (фиг. 2) из сапфира эпитаксиально наносят слой 2 нитрида алюминия и пленку 3 карбида кремния, в которой вытравливают сквозные технологические окна 4, как в примере 1. При этом в пленке 3 вытравливают также внешний контур формируемого гибкого навесного элемента прибора, согласно нанесенному рисунку фоторезистивной маски. Далее в пленке 3 в зоне максимума изгибающих напряжений (находится около места закрепления формируемого навесного элемента) создают тензорезистивную мостовую схему 5 методом ионной имплантации бора с последующим напылением никель-титановых контактов 6 для присоединения к измерительному преобразователю. Затем через вытравленные в пленке 3 окна 4 и контур формируемого подвижного элемента производят травление части слоя 2 AlN для образования балочной конструкции подвижного элемента с полостью 7.Example 2. The manufacture of a micromechanical accelerometer
A
Травление участков слоя AlN в различных партиях изготавливаемых приборов объемом от 50 до 200 изделий производят в течение 30-120 мин при температуре от 60 до 95oC с помощью следующих реактивов: концентрированных ортофосфорной, фтористо-водородной и азотной кислот, КОН (33%-ный раствор), перекиси водорода. Сравнительные результаты их использования приведены в табл. 2 (см. в конце описания). Как видно из таблицы, травление участков слоя AlN подогретой концентрированной ортофосфорной кислотой обеспечивает максимальный выход годных изделий (32%). Остальные испытанные реагенты повреждают либо сапфировую подложку 1, либо чувствительные элементы прибора, что резко снижает выход годных изделий. При этом фтористо-водородная кислота слой AlN практически не травит.Etching of sections of the AlN layer in various batches of manufactured devices with volumes from 50 to 200 products is carried out for 30-120 minutes at a temperature of 60 to 95 o C using the following reagents: concentrated phosphoric, hydrofluoric and nitric acids, KOH (33% - solution), hydrogen peroxide. Comparative results of their use are given in table. 2 (see the end of the description). As can be seen from the table, the etching of sections of the AlN layer with heated concentrated phosphoric acid provides the maximum yield (32%). The remaining tested reagents damage either the sapphire substrate 1 or the sensitive elements of the device, which sharply reduces the yield of suitable products. In this case, the hydrofluoric acid layer AlN practically does not poison.
Изделия герметизируют в защитном керамическом корпусе. Products are sealed in a protective ceramic case.
Под действием ускорения, приложенного перпендикулярно подложке 1, подвижный элемент прогибается, что фиксируется с помощью тензорезистивной схемы 5. Under the action of acceleration applied perpendicular to the substrate 1, the movable element bends, which is fixed using a strain gauge circuit 5.
Технические характеристики изготовленных микромеханических акселерометров:
- диапазон измерения - от 0 до 100 м/с2;
- погрешность - 0,5% от диапазона измерений.Technical characteristics of manufactured micromechanical accelerometers:
- measurement range - from 0 to 100 m / s 2 ;
- error - 0.5% of the measuring range.
В результате термического и радиационного испытаний годных изделий в режимах примера 1 работоспособность сохраняют 83 и 89% приборов соответственно. As a result of thermal and radiation tests of suitable products in the modes of example 1, 83 and 89% of devices, respectively, remain operational.
Пример 3. Изготовление микромеханического гироскопа
На подложку 1 (фиг. 3) из сапфира, металлизированную обкладками 2, служащими также токосъемными элементами, эпитаксиально наносят слой 3 нитрида алюминия и пленку 4 карбида кремния, в которой вытравливают сквозные технологические окна 5, как в примере 1. При этом в пленке 4 вытравливают также внешний контур формируемого подвесного чувствительного элемента микрогироскопа, согласно нанесенному рисунку фоторезистивной маски, предусматривающий формирование емкостного моста между обкладками подвижного элемента и неподвижного основания. Затем через вытравленные в пленке 4 окна 5 и контур формируемого подвижного элемента производят травление части слоя 3 AIN для образования конструкции подвижного элемента с полостью 6 и центральной опорой, образованной невытравленным участком слоя 3.Example 3. The manufacture of a micromechanical gyroscope
On a sapphire substrate 1 (Fig. 3), metallized with
В связи с технологической трудностью точного соблюдения установленной формы и размеров опоры чувствительного элемента микрогироскопа для установления момента окончания операции травления AlN в пленке 4 SiC дополнительно формируют изолированный тестовый участок (фиг. 4) с линейными размерами из расчета всплывания полупроводниковой пленки тестового участка при травлении расположенного под ним слоя диэлектрика в момент, гарантирующий достижение заданных размеров опоры. Для этого на двух свободных участках исходной структуры фотолитографически формируют тест-объекты в виде блоков с квадратными (фиг. 4а) и круглыми (фиг. 4б) основаниями. Целесообразность выполнения тест-объекта в виде блока геометрических фигур заключается в визуализации его всплывания и усреднении времени отрыва от подложки. Due to the technological difficulty of strictly adhering to the established shape and dimensions of the support of the sensitive element of the microgyroscope, an isolated test section (Fig. 4) with linear dimensions is additionally formed with the linear dimensions based on the emergence of a semiconductor film of the test section during etching located under dielectric layer at the moment, guaranteeing the achievement of the specified dimensions of the support. To this end, test objects are formed in the form of blocks with square (Fig. 4a) and round (Fig. 4b) bases on two free sections of the initial structure. The feasibility of performing a test object in the form of a block of geometric figures consists in visualizing its ascent and averaging the time of separation from the substrate.
Предварительно определяют характерные размеры оснований А (стороны квадратного или диаметра круглого основания). В данном примере оптимальным является А= 50 мкм (табл. 3), обеспечивающий максимальный выход годных изделий (24%). При А<50 мкм происходит недотравливание участка опоры, а при А>50 мкм происходит перетравливание AlN на данном участке, вплоть до обрыва чувствительного элемента. Preliminary determine the characteristic dimensions of the bases A (side of the square or diameter of the round base). In this example, A = 50 μm is optimal (Table 3), providing a maximum yield of suitable products (24%). At A <50 μm, under-etching of the support section occurs, and at A> 50 μm, AlN etching occurs in this area, up to the termination of the sensitive element.
Травление участков слоя AlN прекращают в момент всплывания тестового участка, обнаруживаемый по изменению цвета в месте отрыва пленки, поскольку открывшийся участок подложки из сапфира отличается от темной пленки SiC. Etching of sections of the AlN layer is stopped at the time of surfacing of the test section, which is detected by the color change at the point of separation of the film, since the opened portion of the sapphire substrate differs from the dark SiC film.
Прибор герметизируют, как в примере 2. The device is sealed, as in example 2.
При изменении угловой скорости по крену и/или тангажу происходит изменение кориолисовых сил, действующих на обкладки подвижного элемента, вибрирующего в плоскости подложки, что приводит к изменению соотношения емкостей в разных плечах сформированного моста и учитывается измерителем-преобразователем, подключенным к обкладкам. When the angular velocity along the roll and / or pitch changes, the Coriolis forces acting on the plates of the moving element vibrating in the plane of the substrate change, which leads to a change in the ratio of capacities in different shoulders of the formed bridge and is taken into account by the transducer connected to the plates.
Технические характеристики изготовленного микромеханического гироскопа:
- диапазон измерения угловой скорости - от 0 до 100 o/с;
- точность - 1%.Technical characteristics of the manufactured micromechanical gyroscope:
- measuring range of angular velocity - from 0 to 100 o / s;
- accuracy - 1%.
В результате термического и радиационного испытаний годных изделий в режимах примера 1 работоспособность сохраняют 82 и 92% приборов соответственно против 30 и 33% в прототипном способе. As a result of thermal and radiation tests of suitable products in the modes of example 1, 82 and 92% of devices retain their operability, respectively, against 30 and 33% in the prototype method.
Из приведенных примеров видно, что предлагаемый способ по сравнению с известными позволяет повысить точность изготовления и прочность микромеханических приборов, что позволяет их эксплуатировать в экстремальных режимах, характеризуемых высокими значениями температуры (700oC) и радиации (1,4•1015 нейтр/см2).From the above examples it can be seen that the proposed method in comparison with the known ones allows to increase the manufacturing accuracy and strength of micromechanical devices, which allows them to be operated in extreme conditions characterized by high temperatures (700 o C) and radiation (1.4 • 10 15 neutrons / cm 2 ).
Claims (3)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU98105174A RU2137249C1 (en) | 1998-03-31 | 1998-03-31 | Process of manufacture of micromechanical instruments |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU98105174A RU2137249C1 (en) | 1998-03-31 | 1998-03-31 | Process of manufacture of micromechanical instruments |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2137249C1 true RU2137249C1 (en) | 1999-09-10 |
Family
ID=20203669
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU98105174A RU2137249C1 (en) | 1998-03-31 | 1998-03-31 | Process of manufacture of micromechanical instruments |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2137249C1 (en) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2468361C2 (en) * | 2007-04-30 | 2012-11-27 | Снекма | Method of depositing aluminium oxide coating on silicon carbide-coated substrate |
RU2474532C2 (en) * | 2007-11-16 | 2013-02-10 | Ниварокс-Фар С.А. | Composite micromechanical component from silicon with metal and method of its production |
RU2522323C1 (en) * | 2012-12-29 | 2014-07-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный технический университет имени Н.Э. Баумана" (МГТУ им. Н.Э. Баумана) | Microelectromechanical fuse |
RU2522362C1 (en) * | 2012-12-29 | 2014-07-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный технический университет имени Н.Э. Баумана (МГТУ им. Н.Э. Баумана) | Microelectromechanical isochoric fuse |
RU2662499C1 (en) * | 2017-09-01 | 2018-07-26 | Общество ограниченной ответственности "Игла" | Micro-mechanical elements from the mono-crystalline silicon plates manufacturing method |
-
1998
- 1998-03-31 RU RU98105174A patent/RU2137249C1/en active
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2468361C2 (en) * | 2007-04-30 | 2012-11-27 | Снекма | Method of depositing aluminium oxide coating on silicon carbide-coated substrate |
RU2474532C2 (en) * | 2007-11-16 | 2013-02-10 | Ниварокс-Фар С.А. | Composite micromechanical component from silicon with metal and method of its production |
RU2522323C1 (en) * | 2012-12-29 | 2014-07-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный технический университет имени Н.Э. Баумана" (МГТУ им. Н.Э. Баумана) | Microelectromechanical fuse |
RU2522362C1 (en) * | 2012-12-29 | 2014-07-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный технический университет имени Н.Э. Баумана (МГТУ им. Н.Э. Баумана) | Microelectromechanical isochoric fuse |
RU2662499C1 (en) * | 2017-09-01 | 2018-07-26 | Общество ограниченной ответственности "Игла" | Micro-mechanical elements from the mono-crystalline silicon plates manufacturing method |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP3691056B2 (en) | Method for manufacturing surface micromechanical structure | |
US6912759B2 (en) | Method of manufacturing a thin piezo resistive pressure sensor | |
US5780885A (en) | Accelerometers using silicon on insulator technology | |
US5511428A (en) | Backside contact of sensor microstructures | |
US5332469A (en) | Capacitive surface micromachined differential pressure sensor | |
US7972886B2 (en) | Method of manufacturing micro electro mechanical systems device | |
US20060032039A1 (en) | Pressure sensor | |
JP2005268758A (en) | Micro mechanical device having thinly formed cantilever structure and its related methods | |
CN106017385B (en) | preparation method of step height standard sample block with nominal height of 10-100 mu m | |
KR20140074865A (en) | Method of fabricating an inertial sensor | |
CN110383055B (en) | Low noise biomolecule sensor | |
US7273763B1 (en) | Method of producing a micro-electromechanical element | |
Overstolz et al. | A clean wafer-scale chip-release process without dicing based on vapor phase etching | |
RU2137249C1 (en) | Process of manufacture of micromechanical instruments | |
FI114755B (en) | Method for designing a cavity structure for an SOI disk and the cavity structure of an SOI disk | |
KR101652369B1 (en) | Manufacturing method for piezoresistive pressure sensor using wet and dry etching process | |
WO2020177339A1 (en) | Pressure sensor and manufacturing method therefor | |
JP2508928B2 (en) | Manufacturing method of semiconductor acceleration sensor | |
JP2007333618A (en) | Acceleration sensor | |
US7087451B2 (en) | Microfabricated hot wire vacuum sensor | |
JPH08107219A (en) | Semiconductor acceleration sensor and its manufacture | |
CN210559358U (en) | Pressure sensor | |
JPH11274142A (en) | Etching depth detecting method, manufacture of semiconductor device using the method, and manufacture of dynamical quantity sensor using the detecting method | |
ES2627013B1 (en) | CAPACITIVE PRESSURE SENSOR WITH REFERENCE CAPABILITIES AND METHOD OF OBTAINING THE SAME | |
WO1992015018A1 (en) | Piezoresistive accelerometer and method of fabrication |