束基底 和 Ｐ Ｇ膜上长 ０ ５ ｍ厚 的氮化硅 （ ｉｘ 膜 ； ５ 溅射 Ｓ ． ＳＮ ） （ ）
０３ ． ｍ厚铝膜 ， 形成双材料梁 ；６ 最后把余留的光刻胶 和其 （）
上 的 铝一 起 去 除 ， 后 ， 牲层 的释 放 ， 图 ２所 示 。 最 牺 如
在 （） １ 式中 ， 只给 出了反应物与生成物 ， 而无 法表 明反应 中是否存在 中间过 程 以及中间 产物 。为 了研究 影响反 应速 度 的因素 ， 必须 了解反应的详细过程。
上逐层添加材料来构造微结 构 ， 再利 用不同材料 在同一种腐
蚀液 （ 或腐蚀气 ） 中腐蚀 速率 的差异 ， 择性 的将结构 图形 与 选
衬底之间 的材料（ 即牺牲层材料） 刻蚀去掉进行 结构的释放 ， 形成 空腔上 的膜或其它悬空结构的一种微加工技术 。
对牺牲层 材料 的腐 蚀 一般 分 为湿 法腐 蚀 和干 法腐 蚀 。
应物 的浓度 ， 以及溶液 的温度Ｍ 。干法腐蚀是利 用气体腐蚀 ｊ 剂， 而不是利用化学剂 和清洗法 来去除基底 材料 。干法腐蚀
对 片上 的其他器件影 响较小 ， 横 向腐蚀 尺寸有 限 ， 但 比较难 加工 大尺寸 的微 机械结 构。湿法腐 蚀对 牺牲层 有很 高的选 择性 ， 横向腐蚀 的尺寸基 本没有 限制 ， 在很大 范 围内获得 可 不同尺寸 的微 机械结构 Ｊ 。本微悬 臂梁 制作 工艺 中牺牲层 利用湿法腐蚀得到微悬臂梁结构 。
收 稿 日期 ：０ ０— ９—１ ２１ ０ ２
作者简介 ： 梁明富（ ９３一 ， ， １７ ） 男 江苏邗江人 ， 扬州市职业 大学讲师 ， 工程硕 士 ； 赵翔 （９ ５一 女， １７ ）， 江苏扬州人 ， 扬州市职业大学讲师 ， 工学硕士。
（ ｉｘ 和 铝 （ １膜 的掩 模 ２ ｍ ｓ） （ ） 用 掩 模 ２ 在 硅 约 ＳＮ ） Ａ） （ ａｋ ；４ 利 ，
般 的牺牲层腐蚀 也是 用多晶硅薄膜 作结构材 料、 氧 二
化 硅 或 Ｐ Ｇ薄 膜 作 牺 牲 层 。通 常 Ｈ Ｓ Ｆ腐 蚀 的 反 应 被 简 单 的认
为是 ： ６ Ｆ＋ＳＯ ＝Ｈ ＳＦ ＋２ Ｏ Ｈ ｉ２ ２ｉ６ Ｈ２ （） １
１ １ 释 放机 理 ．
一
给出双材料微梁 阵列 的制作工 艺主要步骤 ： １ 在清洗 后 （）
的硅约束基底上 长 ２ ５ ｍ厚 的 Ｐ Ｇ膜 ； ２ 利用 光刻得 到 ． Ｓ （）
制作覆盖在 Ｐ Ｇ表面的用于刻蚀 Ｐ Ｇ膜的掩模 １ ｍ ｓ ） 采 Ｓ Ｓ （ ａｋ ， 用等离子干法刻蚀方法 （ Ｉ ， ｅｃ ｖ ｎＥｃ ） Ｒ Ｅ Ｒ ａｔ ｅ ｏ ｔ 刻蚀 Ｐ Ｇ膜 ， ｉ Ｉ ｈ Ｓ 用于接下来腐蚀形成将来悬臂梁 连接部分 的掩膜 （ 掩膜 １ ； ） （） ３ 利用 光刻 得到 制作覆 盖在 Ｐ Ｇ表 面的用 于沉积 氮化硅 Ｓ
湿法腐蚀是 指 用稀 释 的化 学溶 液来 腐 蚀基 底 。如 ， 释 的 稀 Ｈ Ｆ溶液用来溶解 ＳＯ 、ｉＮ ｉ２ Ｓ ４和多晶体硅 ， Ｋ Ｈ用来腐蚀 ３ 而 Ｏ 硅基底 。腐蚀 的速率取 决于 被腐蚀 的材 料和溶 液 中化学 反
图 １ 具 有 双 材 料 微 悬 臂 梁 结构 的红 外 传 感 器 由于传 统 机 械 加 工 方 法 不 能 实 现 微 型 悬 臂 梁 阵 列 加 工 的 需要 ， 微 悬 臂 梁 阵列 的 制 作 需 要 采 用 Ｍ Ｍ 故 Ｅ Ｓ技 术 。 下 面
示 ， 做在硅基上 的一个双 材料 的悬臂 梁作为 红外 传感器 ， 将 图 ２ 多 晶硅 微 悬 臂 梁 结 构 示 意 图
１ 牺牲 层 释 放 工 艺 研 究
牺 牲 层 的释 放 是 上 述 制 作 工 艺 中 的最 后 环 节 ， 是 该 工 也 艺 的关 键 环 节 。它 通 常 是 指 在 需 要 的 地 方 通 过 物 理 和 化 学
第 １ 第 ４期 ０卷
２１ ０ ０年 ｌ ２月
南 京 工 业 职 业 技 术 学 院 学 报
Ｊｕ ａ ｏ ａｊ ｇＩｓｔｔ ｏ ｄ ｓ ｙＴ ｃ ｎｌ ｙ ｏｒ ｌ ｆ ｎｉ ｔｕｅ ｆ ｎｕｔ ｅｈ ｏ ｇ ｎ Ｎ ｎ ｎｉ Ｉ ｒ ｏ
Ｖｏ ．１ Ｎｏ ４ １ ０， ．
方法 ， 从释放机理的 角度对磷硅玻 璃腐蚀速率等释放关键技 术作 了研 究， 出了相应 的加 工参数。 给
关 键 词 ： 悬臂 梁 ； 艺 ； 牲层 ； 构 层 ； 蚀 微 工 牺 结 腐 中图 分 类 号 ：Ｈ ６ Ｔ １１ 文 献标 识 码 ： Ａ 文章 编 号 ：６ １ ６ ４ ２ １ ）４— ００— ３ １７ —４４ （００ ０ ０ １ ０
引言
基于光学读 出的双材 料微悬 臂梁 阵列受 热变 形红外 成 像技术是本世纪初 出现的～种 新 的热 型非 制冷红 外成像 技 术 …。该技术采用 ＭＥ ＭＳ制造工艺 及非接触光学测量 ， 其 中由微悬 臂梁 阵 列 结 构组 成 的 ｌｅＡ ｒ ）的制作是 该系统 的核 心技术 。如 图 １所 ｔ ａ
Ｄｅ ．， ０１ ｃ ２ ０
微 悬臂 梁 制作 中的牺牲 层 释 放 工艺 研 究
梁 明富 ， 赵
（ 州市职 业大 学 扬
摘
翔
机械 工程 学院 ，江 苏 扬 州 ２ ５ ０ ） ２ ０ ９
要： 探讨 了微 悬臂梁的制作 中的牺牲层释放 工艺， 对 Ｆ Ａ结构 中微 悬臂 梁的结构层和牺牲层材料 的选择和制作 针 Ｐ
其悬臂梁有这样 几个部 分 ： 个氮化 硅 的吸收 垫 ； 个起 到 一 一 隔热和支撑作用 的腿 ； 一个由氮化硅和铝组成 的双材料 的悬 臂梁 ； 一个反射可见光的镜面。
禊 露 的氯 化 硅艇
的方法对原 有材 料 的去除 ， 而 用于 形成 微器 件 的几 何形 从
状。本文研究 的微悬 臂梁制 作工艺 中的释放 是依靠 在基底