[發(fā)明專利]一種面向復(fù)雜構(gòu)件表面振動測量的無源MEMS傳感器的制備工藝

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110248396.1
• 申請日: 2019-06-28
• 公開（公告）號: CN113025975B
• 公開（公告）日: 2022-08-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李晨;熊繼軍;賈蔓谷;薛亞楠
• 申請（專利權(quán)）人: 中北大學(xué)
• 主分類號: C23C14/34
• 分類號: C23C14/34;C23C14/20;C23C14/04;C23C14/02;C23C14/08;G01H11/06
• 代理公司: 北京彭麗芳知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11407
• 代理人: 彭麗芳

1.一種面向復(fù)雜構(gòu)件表面振動測量的無源MEMS傳感器的制備工藝，包括如下步驟：

S1、 柔性基底預(yù)處理

將聚酰亞胺基底依次在丙酮、乙醇和去離子水中進(jìn)行超聲清洗，并對清洗后的聚酰亞胺基底進(jìn)行烘干處理；

S2、 電容下極板的制備

電容下極板制備的主要過程為潔凈的聚酰亞胺基底表面經(jīng)涂膠、曝光、顯影將電容下極板圖形顯示出，利用直流濺射工藝制備電容下極板薄膜，具體的制備工藝為：

a. 利用涂膠機(jī)在潔凈的聚酰亞胺基底表面涂有一層均勻的光刻膠，并在100℃的烘干爐內(nèi)烘干；

b. 將制備好的電容下極板圖形掩膜版置于涂有光刻膠一面的基底表面，利用曝光燈曝光3～5s，使掩模版的圖形轉(zhuǎn)移到基底表面；

c. 對曝光后的基底進(jìn)行后烘處理以消除光阻層側(cè)壁的駐波效應(yīng)；

d. 將完成后烘處理后的基底置于顯影液內(nèi)浸泡5～10s，使基底表面圖形完全顯示出來；

e. 將圖形化基底與待濺射Ag靶材依次放入濺射室內(nèi)的樣品旋轉(zhuǎn)臺與靶源安裝處，啟動濺射電源與樣品旋轉(zhuǎn)臺，在濺射室真空度低于2X10^-4Pa，濺射功率為266.8W,濺射室工作氣壓為3Pa的條件下進(jìn)行濺射加工，Ag靶材通過Ar⁺轟擊出Ag粒子，沉積在聚酰亞胺表面形成金屬銀層，當(dāng)金屬銀層的厚度達(dá)到10μm時，關(guān)閉電源，停止濺射；

f. 利用丙酮清洗完成濺射的聚酰亞胺基底，去除基底剩余的光刻膠，同時利用去離子水清洗殘留的丙酮溶液，空中靜置干燥后，電容下極板制備完成；

S3、 氧化鋁薄膜介質(zhì)層的制備

為了避免電容上極板與下極板直接接觸，在電容下極板制備完成后，再其表面制備一層絕緣的氧化鋁薄膜介質(zhì)層，制備流程為以Al為靶材，O₂為反應(yīng)氣體，采用射頻濺射工藝制備完成，具體的流程為：

a. 在干凈的電容下極板薄膜表面，利用涂膠、曝光和顯影工藝使光刻膠僅留在通孔處，以防絕緣的氧化鋁將其填充而使電容下極板與電感線圈之間電氣絕緣；

b. 在真空度為3X10^-3Pa，工作氣壓為0.5Pa的濺射室內(nèi)，以Al為靶材，O₂為反應(yīng)氣體，在電容下極板表面采用射頻濺射工藝制備厚度為50μm的氧化鋁薄膜介質(zhì)層；

c. 氧化鋁薄膜介質(zhì)層濺射完成后，利用丙酮、去離子水依次清洗基底表面，去除剩余光刻膠與殘留的丙酮溶液，干燥后，氧化鋁薄膜介質(zhì)層制備完畢；

S4、 電容上極板與電感線圈薄膜的制備

電容上極板與電感線圈薄膜的制備工藝與電容下極板的制備工藝一致，即在氧化鋁薄膜介質(zhì)層表面，以Ag為濺射靶材，Ar為濺射氣體，采用直流濺射工藝制備10μm厚的金屬Ag薄膜，并完成通孔內(nèi)金屬Ag的填充，實(shí)現(xiàn)電容下極板與電感線圈外端的電連接，并對濺射后的薄膜表面進(jìn)行清洗，去除薄膜表面多余的光刻膠與殘留有機(jī)溶液，清洗后，電容上極板與電感線圈薄膜制備完成；

S5、 耐高溫氧化鋁薄膜封裝層的制備

為了避免傳感器的電容、電感與工作環(huán)境直接接觸，在傳感器的最上表面制備一層耐高溫的氧化鋁薄膜作封裝層，具體制備工藝同氧化鋁薄膜介質(zhì)層，在電容上極板和LC導(dǎo)電連接層表面，以Al為靶材，O₂為反應(yīng)氣體，采用射頻濺射工藝制備厚度為50μm的氧化鋁薄膜介質(zhì)層，并對濺射后的薄膜介質(zhì)層表面進(jìn)行清洗，去除薄膜介質(zhì)層表面多余的光刻膠與殘留有機(jī)溶液，清洗后，耐高溫氧化鋁薄膜封裝層制備完成。