طراحی فرآیند ساخت ساده و کم‌هزینه جهت پیاده‌سازی آرایه‌ای از تیرک‌های یک سر آزاد دو ماده‌ای بر اساس فناوری MEMS

نویسنده

دانشگاه شهید ستاری،دکتری برق

چکیده

هدف این مقاله، معرفی یک طراحی فرآیند ساخت ساده به منظور پیاده سازی آرایه‌ای از میکرو تیرک‌های یک سر آزاد دو ماده‌ای از جنس SiO2/Al است که مبتنی برپایه فناوری میکرو ماشین‌کاری حجمی می‌باشد. به کمک این فرآیند می-توان تیرک‌های دوماده‌ائی را در آزمایشگاه‌های تحقیقاتی با امکانات محدود پیاده‌سازی نمود. از نتایج حاصل از این مقاله می‌توان برای ساخت حساسه‌ها بر پایه تیرک‌های یک سر آزاد از جنس SiO2/Al استفاده نمود. بزرگ‌ترین مشکل فنی در ساخت این نوع از تیرک‌ها به روش میکرو ماشین‌کاری حجمی، حفاظت از Al در داخل زدایشگرهای سیلیکون از قبیل KOH، EDP و TMAH است که در این روش از زدایشگر سیلیکون Dual doped TMAH استفاده‌شده است. این فرآیند با سه عملیات لیتوگرافی یک‌طرفه و یک عملیات لیتوگرافی دوطرفه توسط دو ماسک کرمی و یک ماسک پلاستیکی شفاف تحقق‌یافته است. همچنین با استفاده از معلق سازی تیرک‌ها به روش رهاسازی‌تر در دمای محیط از پیچیدگی رهاسازی تیرک‌ها از لایه قربانی اجتناب شده است. با این فرآیند، آرایه‌ای از تیرک‌های یک سر آزاد دو ماده-ای به طول‌های µm50، 100، 150، 200، 250، 300، 350 و 400 و به عرض‌های µm20 و 40 باضخامت µm1 برای SiO2 و nm200 برای Al ساخته شده‌اند.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Low cost and simple fabrication of bi-material micro cantilever Array based on MEMS technology

نویسنده [English]

  • hassan abdollahi
چکیده [English]

The purpose of this paper is designing a simple fabrication process to construct Al/SiO2 micro cantilever array based on bulk micro-machining technology. By the help of this process, bi-material cantilevers is implemented in a research laboratory with limited facilities.The results of this paper can be considered as the basis of designing and fabricating for Al/SiO2 micro cantilever sensors. Protection of Al in KOH, EDP and TMAH silicon etchant is the biggest technical problem of this type of micro cantilevers using bulk micromachining technique. In this method, Dual doped TMAH is used to fabricate micro cantilever. This process is realized with three single sides and one-double side lithography processes using two-chrome metal and one plastic transparent photomasks. Complexity of releasing the sacrificial layer is avoided using wet releasing of micro cantilever at ambient temperature. Then, Al/SiO2 micro cantilever array is fabricated with 50, 100, 150, 200, 250, 300, 350 and 400μm lengths, 20 and 40μm widths and 1μm and 200nm thickness for SiO2 and Al, respectively.

کلیدواژه‌ها [English]

  • bi-material micro cantilever
  • MEMS
  • bulk micromachining
  • Wet release