电子科技大学微传感器复习

MEMS: 微机电系统（MEMS）是在微电子技术的基础上发展起来的，融合了硅胶加工。LIGA技术和精密机械加工等多种微加工技术，并应用现代信息技术构成的微型系统。

SOI： SOI（Silicon-On-Insulator，绝缘衬底上的硅）技术是在顶层硅和背衬底之间引入了一层埋氧化层。通过在绝缘体上形成半导体薄膜，SOI材料具有了体硅所无法比拟的优点：可以实现集成电路中元器件的介质隔离，彻底消除了体硅CMOS电路中的寄生闩锁效应；采用这种材料制成的集成电路还具有寄生电容小、集成密度高、速度快、工艺简单、短沟道效应小及特别适用于低压低功耗电路等优。

SOC：MEMS结构和IC集成到同一芯片上的单片集成工艺。

LIGA：LIGA工艺是一种基于X射线光刻技术的MEMS加工技术，主要包括X光深度同步辐射光刻，电铸制模和注模复制三个工艺步骤。使用LIGA可以做成高深宽比的结构。

DRIE：反应离子深刻蚀，是一种体加工技术，在真空室内通过射频电场激发反应气体产生等离子体而进行的刻蚀，一般采用时分复用和低温刻蚀的方法，具有垂直型好，高深宽比的特点。

1、MEMS尺寸范围（1um~1mm）

2、一般来说有 3 种不同的微制造技术 3、目前为止，商业化最好的MEMS器件是 2 （1）压力传感器 (2)喷墨打印头 （3）加速度传感器 4、曝光后被溶解的光刻胶是：正胶 5、光刻中用正胶的效果 和负胶差不多。

6、光刻中光源波长范围 pmma-220nm pi-365nm。

7、MEMS光刻与IC光刻主要的区别是：多在更为不平整的表面上进行。

B，错，线条更细，C错，双面光刻

8、光刻技术中的曝光方式有：接触式，接近式，投影式 9、接近式和接触式曝光，图形尺寸和掩膜尺寸一致 10、 11、 12、 13、 14、 15、 16、 17、 18、 19、 20、 21、

影响光刻线条的因素：光的衍射

剥离法制备图形的薄膜的的基本步骤是：213，光刻的图形化，沉积薄膜，去除光刻胶。 传统的投影曝光机，实现的最小线宽是（1个波长）。 体硅制造主要涉及部分材料从基底上的：（2）减除 体硅制造中主要采用的微加工工艺：腐蚀

各向同性腐蚀在微制造中效果不理想，原因:3难以控制腐蚀方向 硅的（）晶向之间的腐蚀速率是400:1： 【100】和【111】 硅晶体中（111）晶面和（100）面的夹角为：54.74 各向异性与各向同性腐蚀，腐蚀速率相比：更快

KOH腐蚀剂对二氧化硅的腐蚀速率要比对硅的腐蚀速率 ：慢100倍 氧化硅的抗腐蚀性比二氧化硅： 更好 材料选择比高，作为掩膜能力： 越好

22、 23、 24、 25、 26、 27、 28、 29、 30、 31、 32、

在HNA腐蚀液中，掺杂硅片的腐蚀速度速率： 更快 在湿法腐蚀中 凸角处会和掩膜的图形不一样 湿法腐蚀时，保留下来的是腐蚀速度：最慢的晶面

湿法腐蚀的腐蚀深度控制技术有：（1）P-N结停止腐蚀停止技术；（2）浓硼腐蚀停止P-N结腐蚀停止技术又叫做：（1）偏压腐蚀（2）电化学腐蚀 在（100）硅片的湿法腐蚀中，腐蚀出来的线条会沿（110）晶向族 在（110）硅片的湿法腐蚀中，掩膜上的线条必须沿晶向族（111） 采用湿法腐蚀，下述硅片能实现高深宽比的有（110） 硅的过分掺杂会导致：残余应力 湿法腐蚀可以在（P-N掺杂硅）边界停止

如图所示，制备在（100）硅片上的U形氮化硅掩膜对硅片进行KOH湿法腐蚀，最终获

技术（3）中间层停止技术

得的微结构是（氮化硅的悬臂梁） 四、干法

1、反应离子刻蚀的激励包括（1）等离子体增强化学气相反应（2）溅射轰击 2、DRIE代表：深层反应离子刻蚀

3、DRIE的主要工艺方法有（1）刻蚀和侧壁保护顺序进行的方法（2）刻蚀和侧壁保护同时进

行的方法

4、在BOSCH和低温两种DRIE刻蚀工艺中，侧壁更为光滑的是（2）低温工艺 5、在RIE刻蚀中，深宽比越大，刻蚀速率越慢

6、在干法刻蚀中，掩模板的线条与硅片晶向的关系为（无关系） 7、干刻中刻蚀硅的气体有：四氟化碳，四氟化硫 8、氟基气体干法刻蚀硅片在本质上是：各向同性的 9、表面硅制造中主要采用的微加工工艺为：薄膜沉积

五、表面加工方法

1、PSG代表：（2）磷硅酸盐玻璃

2、表面微加工中牺牲层被用于：在微结构中产生必要的几何空间 3、表面微加工中最常用的结构材料是：二氧化硅

4、在表面微加工中，牺牲层的腐蚀速率与其他层的腐蚀速率相比必须：快 5、粘连存在于：表面微加工

6、在由表面微加工制作完成的微结构中，粘连会造成：层间原子力

7、可用于减少粘连的方法主要有：（1）表面厌水处理（2）干法释放（3）在粘连面上设计凸

点

8、设计的平面微结构经表面加工后向上弯曲，说明薄膜中存在 拉 应力 9、薄膜应力的主要类型是：（1）热应力（3）生长应力 10、薄膜的制备温度越高，热应力越：大

11、减少应力的方法主要有：（1）优化薄膜制备工艺（2）退火处理 （3）多层薄膜应力补偿。

12、多晶硅被普遍应用的原因是它被制成：掺杂的半导体||电导体 13.、硅的湿氧化常被采用，由于：二氧化硅质量好

14、硅石理想的MEMS材料的主要原因是：（1）在很大温度范围内的尺寸稳定（2）轻和结实（3）容易得到

15、PECVD是：等离子体增强化学气相沉积

六 其他方法

1、LIGA工艺制造MEMS，常用材料：几乎没有限制

2、同步X射线在LIGA工艺中用于光刻的原因是：（3）它能深入光刻胶材料 3、LIGA工艺的主要优势是它能够产生：（1）高深宽比的微材料 4、LIGA工艺中必须使用导电基板的原因是需要：金属的电镀 5、LIGA工艺中最好的光刻胶是：（3）PMMA

6、UV-LIGA是在LIGA工艺的改造，其特点是：（1）能制备高深宽比的微结构（2）成本比LIGA大大降低

7、成本最低的微制造技术是：体硅制造法 8、最灵活的微制造技术：表面微加工

9、一个硅/玻璃的阳极键合发生于：（2）高温高电压下 10、硅熔融键合需要的工艺条件有：（1）高温（2）平整的硅片 11.SOI代表： 绝缘体（隔离层）上的硅。 12.SCI是为了阻止：漏电。

13.SOI工艺通常发生在：1000℃左右的高温上 14.微系统中的封装费用：很贵。

15.预制备一个100μm的微型中空球，应该采用 三维 技术。

第七章

1.CMOS(电路)与MEMS（微系统）一体化加工中的方法共有 3 种。

2.CMOS电路和MEMS微结构的一体化加工，最主要的工艺兼容问题： 温度导致电性能变化。（CMOS）

第八章

1.硅材料有 3 个压阻系数张量的分量。

2.单独使用硅压电电阻主要缺点： 对温度太敏感。

3.要得到硅压阻传感器的最大灵敏度，应该使 应力 达到最大程度。 4.对于微压力传感器，正方形膜片的几何形状是：比较常见。 5.压力传感器膜片中间设有一个硬心，是为了 测更大压力 。 6.压阻系数用张量表示，是 4 阶张量。

7.压电是表示外力与极化的关系，按张量的定义，压电常数是 3 阶张量。

第九章

1.气体富集器最基本原理： （2）吸附量随温度变化。 2.MEMS富集器件的基本特点是：热容很小，表面积很大 。

第十章

1.平板电容器的种类：（1）改变面积型，（2）改变间距型，（3）改变介电常数型。 二、简答题。

1.碱湿法腐蚀单晶硅时，为何不同晶面方向腐蚀速率不同？ 第三章，P7 各向异性刻蚀机理

2.简述BOSCH工艺干法刻蚀制备垂直深槽原理。 第四章 P14 时分复用

3.LIGA技术的原理和特点。 第六章 P22

4.画掩膜图。

5.简述硅玻键合的基本原理和工艺过程。 第六章P11

6.简述EFAB的基本原理和特点 第六章 P46

7.MEMS和集成电路（IC）的区别和联系各是什么？ 第五章 P8. 三、计算题。

1.试计算单晶硅（100）晶面和（111）晶面的夹角。 PS:证明为何是54.7°。 2.课后作业

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/hjvx.html