Диссертация (1143799), страница 15
Текст из файла (страница 15)
Такую проверку проводили в режиме непрерывного переключенияприбора в количестве 10 000 раз, результаты которой свидетельствовали оботсутствии "залипаний" контактов во всех случаях.Крометого,интереспредставлялоизмерениеемкостимеждуэлектродами, используемыми как элементы электростатического привода и118мембраной мембранной. Подробнее метод измерения электрофизическихпараметров МЭМС-переключателя изложен в Приложении 2 к диссертации.При отсутствии напряжения смещения, то есть при начальном положениимембраны, емкость составляла 0.02 пФ, а при опускании мембраны наповерхность подложки – 0.1 пФ.
Отношение значений емкости до подачинапряжения смещения и после замыкания мембраны на управляющий электрод(коэффициент перекрытия) составило 5÷6. Важно подчеркнуть, что разбросвеличины емкости, измеренной более чем у 100 созданных на различныхподложках приборах, не превышал 5 %, что свидетельствует о высокойвоспроизводимостизначенийвысотымостиковыхструктур,такивоспроизводимом и небольшом уровне шероховатости нижней поверхностиперемещаемых мембран. В этой связи, полученные в ходе измерений значениякоэффициентаперекрытиясозданныхмостиковыхструктурпозволяютрекомендовать конструкцию МЭМС переключателя в качестве альтернативыполупроводникового варактора.Результаты выполненной экспериментальной проверки примененияразработанной технологии "подгонки" толщины фоторезистивного слоя за счетприменения плазмохимического травления в установке с удаленной плазмой впроцессе изготовления опытных партий высокочастотного переключателярезистивно-емкостного типа с электростатическим приводом свидетельствуюто высокой эффективности ее применения, заключающейся в возможностиконтроля скорости травления с высокой точностью и предельно низкойшероховатости обрабатываемой поверхности.119ЗАКЛЮЧЕНИЕВ соответствии с поставленной целью исследований в диссертационнойработе решена задача по выявлению основных закономерностей процессовплазмохимического травления фоторезистивных «жертвенных» слоев и на этойосноверазработанатехнологияихпрецизионногоплазмохимическоготравления, пригодная для создания микромостиковых структур в изделияхмикросистемной техники.
На основе полученных результатов можно сделатьследующие выводы:1. Морфология и шероховатость поверхности фоторезистивных слоевзависит от их состава и режимов термообработки. Показано, что наименьшаяшероховатость поверхности достигается для фоторезиста марки ФП 4-04,подвергнутого двухступенчатой термообработке при температурах 90 и 120ºС,и составляет 0,3 нм;2. Экспериментально изучено влияние конструкции реакционных камер,способа возбуждения ВЧ разряда и технологических параметров процессовтравления на скорость роста и шероховатость поверхности травленияфоторезистивных слоев. Показано, что наибольшее влияние на шероховатостьповерхности травления оказывает ее бомбардировка заряженными частицамиплазмы.
Выявлено, что плазмохимическое травление в установках с удаленнойкислородной плазмой обеспечивает лучший контроль скорости травления иминимальную шероховатость поверхности.3. Получены новые знания о физико-химических закономерностяхплазмохимического травления фоторезистивныхслоев в установках судаленной плазмой, включающие данные о характере влияния основныхтехнологических параметров процесса на скорость травления и шероховатостьповерхности обрабатываемых фоторезистивных слоев.
Показано, что удалениеобрабатываемых образцов с нанесенной фоторезистивной пленкой от областигенерации ВЧ разряда сопровождается монотонным уменьшением скорости120травления при сохранении низкой шероховатости поверхности. Определеныоптимальные условия проведения процесса травления, обеспечивающиескорость травления в диапазоне 4-10 нм/мин, позволяющие с высокойточностью достигать заданной толщины фоторезистивной пленки присохранении низкой шероховатости поверхности (0,2-0,3 нм).4.
Установлено, что изменения в скорости травления фоторезистивныхслоев при варьировании технологическими параметрами процесса коррелируютссоответствующимиизменениямиотносительныхинтенсивностейэмиссионных линий атомарного кислорода, что позволяет предположитьопределяющую роль этого компонента при травлении фоторезистивных слоев.5. Разработанная технология "подгонки" толщины фоторезистивного слояза счет применения плазмохимического травления в установке с удаленнойплазмойопробованавысокочастотноговпроцессепереключателяизготовленияопытныхрезистивно-емкостногопартийтипасэлектростатическим приводом. Результаты испытаний созданных приборовсвидетельствуютовысокойэффективностиразработаннойтехнологии,заключающейся в возможности контроля скорости травления с высокойточностью и предельно низкой шероховатости обрабатываемой поверхности.121СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ1.Dahari Z.
Overview and Design Considerations // Engineering. 2005. Vol. 6, №2. P. 47–60.2.Qui J. et al. A high-current electrothermal bistable MEMS relay // Tech. Dig.16th IEEE Int. Conf. Micro Electro Mech. Syst. 2003. Vol. 1. P. 64–67.3.Goldsmith C.L.
et al. RF MEMs variable capacitors for tunable filters // Int. J.RF Microw. Comput. Eng. 1999. Vol. 9, № 4. P. 362–374.4.Koehn P. Before We Begin // Stat. Mach. Transl. 2007. № September.5.Han C.H., Choi D.H., Yoon J.B. Parallel-plate MEMS variable capacitor withsuperior linearity and large tuning ratio using a levering structure // J.Microelectromechanical Syst. 2011. Vol. 20, № 6. P.
1345–1354.6.Jr J.M., Ochoa H., Hinostroza V. Design and Analysis of a MEMS VariableCapacitor using Thermal Actuators // Comput. y Sist. 2006. Vol. 10, № 1. P. 1–15.7.Solgaard O. Micromirror Arrays System on a chip. P. 1–18.8.Park I.H. et al. A New LIDAR Method using MEMS Micromirror Array for theJEM-EUSO mission for the JEM- EUSO Collaboration A New LIDAR Methodusing MEMS Micromirror Array for the JEM-EUSO mission.
2009. №November 2016. P. 1–4.9.Haas C.H., Kraft M. Modelling and analysis of a MEMS approach to dc voltagestep-up conversion // J. Micromechanics Microengineering. 2004. Vol. 14, № 9.10.Chaehoi A. et al. Multiple-output MEMS DC/DC converter: A systemmodeling study // Microsyst. Technol. 2012. Vol. 18, № 11. P. 1801–1806.11.Chen Y.-W. et al. Fabrication and Testing of Thermoelectric CMOS-MEMSMicrogenerators with CNCs Film // Appl.
Sci. 2018. Vol. 8, № 7. P. 1047.12.Koukharenko E. et al. Microelectromechanical systems vibration poweredelectromagnetic generator for wireless sensor applications // Microsyst.Technol. 2006. Vol. 12, № 10–11. P. 1071–1077.13.ThomasNet. What are Actuators? 2018.12214.Ame S., Product M. MEMS Micro-actuators enabling new and unforeseenapplications. 2017.15.Gad-el-Hak M. The MEMS Handbook. CRC Press, 2001.16.French P.J., Sarro P.M. Surface versus bulk micromachining: The contest forsuitable applications // J. Micromechanics Microengineering.
1998. Vol. 8, №2. P. 45–53.17.Jha A.R. MEMS and Nanotechnology-Based Sensors and Devices forCommunications, Medical and Aerospace Applications. CRC Press, 2008.18.В. Варадан, К. Виной К.Д.; пер. с англ. под ред. Ю.А.З. No Title. Москва:Техносфера, 2004. 525 p.19.Suominen S. Note from the owners of Scand J Public Health // Scand. J. PublicHealth. 2005.
Vol. 33, № 3. P. 161.20.Yu A.B. et al. Improvement of isolation for MEMS capacitive switch viamembrane planarization // Sensors Actuators, A Phys. 2005. Vol. 119, № 1. P.206–213.21.Muldavin J.B., Rebeiz G.M. High-isolation CPW MEMS shunt switches-part 1:Modeling // IEEE Trans. Microw. Theory Tech. 2000. Vol. 48, № 6.
P. 1038–1044.22.Tinttunen T. et al. Static Equivalent Circuit Model for a Capacitive MEMS RFSwitch to // Technology. 2002. № 1. P. 3–6.23.Yu A.B. et al. Effects of surface roughness on electromagnetic characteristics ofcapacitive switches // J. Micromechanics Microengineering. 2006. Vol.
16, №10. P. 2157.24.Greenwood J.A., Williamson J.B.P. Contact of Nominally Flat Surfaces // Proc.R. Soc. A Math. Phys. Eng. Sci. 1966. Vol. 295, № 1442. P. 300–319.25.Lang W. et al. Application of porous silicon as a sacrificial layer // SensorsActuators A. Phys. 1994. Vol. 43, № 1–3. P. 239–242.26.Ding Y. et al. A surface micromachining process for suspended RF-MEMSapplications using porous silicon // Microsyst. Technol. 2003. Vol. 9, № 6–7. P.123470–473.27.Ong Y.Y. et al.
Process analysis and optimization on PECVD amorphoussilicon on glass substrate // J. Phys. Conf. Ser. 2006. Vol. 34, № 1. P. 812–817.28.Zawierta M. et al. A High Deposition Rate Amorphous-Silicon Process for UseasaThickSacrificialLayerinSurface-Micromachining//J.Microelectromechanical Syst. 2017. Vol. 26, № 2.
P. 406–414.29.Cruau A. et al. V-shaped micromechanical tunable capacitors for RFapplications // Microsyst. Technol. 2005. Vol. 12, № 1–2 SPEC. ISS. P. 15–20.30.Systems N. Material Aspe. P. 299–322.31.JBuhler F.-P.S. and H.B. Silicon dioxide sacrificial layer etching in surfacemicromachining // J. Micromech. Microeng. 7. 1997. Vol.
7. P. 1–13.32.Frederico S. et al. Silicon sacrificial layer dry etching (SSLDE) for freestanding RF MEMS architectures // Sixt. Annu. Int. Conf. Micro Electro Mech.Syst. IEEE. 2003. № Cmi. P. 570–573.33.C. Linder, L Paratte M.-A.G. et. al. Surface micromachining // J. Micromech.Microeng. 1992. Vol. 2. P. 122–132.34.Georgiev A. et al.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
