[發明專利]一種制備硅微懸梁無鉛壓電厚膜執行器的方法

無效

• 申請號: 200810047178.6
• 申請日: 2008-03-28
• 公開（公告）號: CN101323427A
• 公開（公告）日: 2008-12-17
• 發明（設計）人: 張海波;姜勝林;曾亦可;范茂彥;謝甜甜
• 申請（專利權）人: 華中科技大學
• 主分類號: B81C1/00
• 分類號: B81C1/00;B01F3/08
• 代理公司: 華中科技大學專利中心
• 代理人: 曹葆青

1.一種制備硅微懸梁無鉛壓電厚膜執行器的方法，其步驟包括：

(1)對單晶硅片進行清洗，得到干凈的硅片；

(2)采用低壓化學氣相淀積工藝、等離子增強化學氣相淀積工藝或熱生長工藝，在上述硅片上制備厚度為1～2μm的二氧化硅層；

(3)采用低壓化學氣相沉積或等離子增強化學氣相淀積工藝，在上述二氧化硅層上淀積厚度為0.5～1μm的氮化硅層；

(4)采用濕化學法或反應離子刻蝕法，刻蝕上述硅片背面，得到腐蝕窗口；

(5)采用濕化學法，刻蝕上述腐蝕窗口，得到硅微橋；

(6)在上述氮化硅層上，沉積Pt/Ti電極，并采用剝離工藝刻蝕下電極圖形；

(7)在上述電極圖形上印刷厚膜漿料，再放平，烘干，預燒，然后在700～1000℃下退火10～60分鐘，得到無鉛壓電厚膜；其具體過程為：先按1～7％的質量比在無鉛壓電粉體中摻入助燒劑得到固相粉體；然后選用甲基纖維素、乙基纖維素或PVB作為粘合劑，選用松油醇作為溶劑，將粘合劑與溶劑按質量比為3∶100～9∶100配料，得到有機混合物；再將上述固相粉體與有機混合物按質量比15∶10～90∶10混合，碾磨成漿料；最后在上述漿料中按100∶0.5～100∶3的質量比加入增塑劑混合再次碾磨后倒入球磨罐進行球磨，增塑劑為聚乙二醇或鄰苯二甲酸二丁酯；

(8)對無鉛壓電厚膜進行化學機械拋光處理；

(9)利用真空蒸發或真空直流濺射法，在上述無鉛壓電厚膜上制備Au電極，作為上電極；

(10)濕法刻蝕上電極圖形；

(11)采用反應離子刻蝕、等離子刻蝕或化學輔助離子刻蝕工藝，刻蝕去掉硅微橋的一端，得到微懸梁。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于：步驟(5)中采用的腐蝕液為KOH與濃度為15～30％的四甲基氫氧化銨水溶液的混合溶液，四甲基氫氧化銨與KOH的摩爾比為1∶1～3∶1。

3.根據權利要求1或2所述的方法，其特征在于：步驟(6)包括下述過程：光刻膠在2000～4000rpm速度下勻膠20～40s后，在60～100℃下前烘5～20min，曝光40～80s后在顯影液中顯影，其中顯影液與去離子水的體積比為1∶1，得到顯影剖面后在烘箱中進行堅膜，然后再采用真空鍍膜法蒸鍍40～60nm厚Ti層，采用直流濺射法制備厚度為600～1000nm的Pt層，最后在丙酮中采用超聲去膠的方法將光刻膠去掉，得到需要的電極圖形。