[發明專利]一種測量相變存儲器應力的MEMS傳感器及其制備工藝

無效

• 申請號: 201110430329.8
• 申請日: 2011-12-20
• 公開（公告）號: CN102564650A
• 公開（公告）日: 2012-07-11
• 發明（設計）人: 周文利;徐川;繆向水
• 申請（專利權）人: 華中科技大學
• 主分類號: G01L1/00
• 分類號: G01L1/00;B81C1/00
• 代理公司: 華中科技大學專利中心 42201
• 代理人: 曹葆青

1.一種測量相變存儲器應力的MEMS傳感器，其特征在于，該傳感器包括指示梁和電極，指示梁懸空在襯底上方，電極與指示梁電連接；根據指示梁的位移計算位于指示梁上的相變存儲器的應力。

2.根據權利要求1所述的測量相變存儲器應力的MEMS傳感器，其特征在于，所述指示梁由支撐梁和梳齒結構構成，支撐梁的一端由固定錨固定在襯底上，另一端與梳齒結構連接，使梳齒結構懸空在襯底上方。

3.根據權利要求2所述的測量相變存儲器應力的MEMS傳感器，其特征在于，所述梳齒結構由長度成等差數列的一對梳齒交互交錯組成，且各梳齒之間互不接觸。

4.根據權利要求3所述的測量相變存儲器應力的MEMS傳感器，其特征在于，支撐梁在梳齒結構端的距離D＝0.4～40μm，梳齒結構的長度L_Ind＝0.5～150μm、支撐梁的偏轉角度Φ＝20mrad～150mrad，支撐梁的跨度L_BB＝3μm～500μm，支撐梁的寬度b_BB＝12nm～3μm，支撐梁的厚度t＝15nm～2μm。

5.根據權利要求1所述的測量相變存儲器應力的MEMS傳感器，其特征在于，指示梁為一根直梁；指示梁的跨度L_FF為0.5～500μm，指示梁的寬度b_FF為12nm～3μm，指示梁的厚度t為20nm～4μm。

6.根據權利要求1至5中任一所述的測量相變存儲器應力的MEMS傳感器，其特征在于，襯底材料為Si、SiC、GaAs或Al₂O₃，電極材料為TiW、Ag、Au或Cu；支撐梁和梳齒結構的材料為Si₃N₄、SiO₂或SiC。

7.根據權利要求1至6中任一所述的測量相變存儲器應力的MEMS傳感器，該MEMS傳感器用于硫系化合物相變材料的應力測試。

8.一種權利要求2所述的MEMS傳感器的制備工藝，其特征在于，該工藝包括下述步驟：

在襯底上光刻并刻蝕，形成固定錨結構，然后在襯底上制備犧牲層材料，使固定錨和犧牲層高度之間的差2μm之內；第二次光刻，在犧牲層材料上刻蝕掉固定錨的部分，露出固定錨，然后沉積結構層指示梁材料，在結構層材料上做第三次光刻，刻蝕出固定錨、支撐梁和梳齒結構，濺射沉積電極材料，第四次光刻刻蝕出電極，再用氧等離子體干法刻蝕釋放犧牲層材料，形成懸空的指示梁結構，得到MEMS傳感器。

9.根據權利要求8所述的制備工藝，其特征在于，襯底材料為Si、SiC、GaAs或Al₂O₃，犧牲層材料為聚酰亞胺或Al，結構層材料為Si₃N₄、SiO₂或SiC，電極材料為TiW、Ag、Au或Cu。

10.根據權利要求8所述的制備工藝，其特征在于，固定錨和犧牲層之間的高度差應控制在1～2μm范圍內。