【摘要】：石英單晶是MEMS中的一種重要材料,由于其具有優(yōu)良的機(jī)械彈性,溫度特性,高品質(zhì)因數(shù),化學(xué)穩(wěn)定性,石英MEMS已經(jīng)用于各種行業(yè),特別是在慣性傳感領(lǐng)域得到了很大的發(fā)展,如石英音叉陀螺、石英振梁加速度計(jì)己經(jīng)在航空、航天、航海、導(dǎo)彈控制等方面得到廣泛應(yīng)用�；瘜W(xué)濕法刻蝕具有批量制造、成本低的特點(diǎn),石英單晶一般采用化學(xué)濕法刻蝕的方法,其主要的問(wèn)題是刻蝕表面會(huì)出現(xiàn)金字塔型的小丘,導(dǎo)致刻蝕表面比較粗糙:另外,石英晶體材料具有復(fù)雜的晶向,很難加工出理想的矩形截面,且刻蝕截面的形貌會(huì)隨著晶向、方向角、開(kāi)孔大小以及刻蝕深度發(fā)生變化。目前,對(duì)石英單晶刻蝕特性的研究還不充分,刻蝕表面出現(xiàn)金字塔型小丘的機(jī)理還未見(jiàn)分析,還沒(méi)有有效減小刻蝕表面粗糙度的方法,對(duì)于側(cè)向刻蝕截面形貌的演化規(guī)律也還缺乏充分的認(rèn)識(shí),有必要進(jìn)一步研究石英單品的濕法刻蝕特性,弄清小丘的形成機(jī)理,找到減小表面粗糙度的方法和充分認(rèn)識(shí)刻蝕截面形貌的演化規(guī)律。在單晶硅濕法刻蝕研究中,常通過(guò)在刻蝕液體中加入添加劑改變單晶硅的濕法刻蝕特性,而在石英單晶濕法刻蝕中,還未查到在刻蝕液體中加入添加劑來(lái)改變石英單晶的刻蝕特性。因此,在進(jìn)一步深入研究石英單晶濕法刻蝕特性的基礎(chǔ)上,研究添加劑對(duì)石英單晶刻蝕特性的影響機(jī)理研究,并利用添加劑調(diào)控石英濕法刻蝕特性,必將更加有效的提高微機(jī)電器件的性能和加快新型器件的開(kāi)發(fā)研制,具有重要的學(xué)術(shù)意義和應(yīng)用價(jià)值,并取得顯著經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。本文針對(duì)石英單晶刻蝕表面和側(cè)面刻蝕形貌的問(wèn)題,進(jìn)一步深入研究了石英單晶的濕法刻蝕特性,在此基礎(chǔ)上探索了添加劑對(duì)石英單晶濕法刻蝕特性的影響,并將相關(guān)成果應(yīng)用于一種新型的石英擺式微加速度計(jì)的制作中,主要研究?jī)?nèi)容如下:1.進(jìn)一步深入研究了石英單晶在氟化氫銨溶液中的刻蝕特性。在研究石英單晶濕法刻蝕機(jī)理的基礎(chǔ)上,進(jìn)一步深入研究了石英單品在氟化氫銨溶液中的刻蝕特性,研究了刻蝕速率、刻蝕表面粗糙度和側(cè)向刻蝕形貌隨刻蝕條件的變化規(guī)律,首次深入分析了Z向刻蝕表面小丘的形成機(jī)理以及小丘的形成過(guò)程,并討論了側(cè)向刻蝕形貌隨時(shí)間的演化規(guī)律。2.研究添加劑分子在石英單晶表面的吸附機(jī)理,建立吸附模型。在研究石英表面特性和固-液界面特性的基礎(chǔ)上,以表面活性劑DPC在石英表面上的吸附等溫線為基礎(chǔ),深入分析了表面活性劑在石英表面的吸附機(jī)理,在此基礎(chǔ)上,建立了添加劑在石英表面的吸附模型。3.研究了添加劑修飾的石英單晶濕法刻蝕特性。首先研究了單一添加劑對(duì)石英單晶刻蝕速率和刻蝕表面粗糙度的影響,并分析了其影響機(jī)理,然后研究了兩種添加劑對(duì)石英單晶刻蝕表面粗糙度的影響,并分析了其影響機(jī)理。通過(guò)以上研究,有效揭示了添加劑作用的石英單晶濕法刻蝕機(jī)理。4.制作出基于濕法刻蝕技術(shù)的石英擺式微加速度計(jì)。根據(jù)以上研究結(jié)果,將石英單晶濕法刻蝕技術(shù)應(yīng)用于石英擺式微加速度計(jì)制作中,設(shè)計(jì)了石英擺式微加速度計(jì)的結(jié)構(gòu),討論了其關(guān)鍵工藝步驟,通過(guò)優(yōu)化刻蝕條件,制作出高質(zhì)量石英擺式微加速度計(jì)。通過(guò)測(cè)試,石英擺式微加速度計(jì)中間敏感結(jié)構(gòu)質(zhì)量塊側(cè)壁陡直,左右對(duì)稱性以及上下對(duì)稱性好,敏感結(jié)構(gòu)懸臂梁刻蝕表面粗糙度減小50%左右,對(duì)器件性能進(jìn)行了初步測(cè)試,具有較好的指標(biāo)。
【圖文】：

在１９９３年，，該公司詳細(xì)的報(bào)道了其發(fā)展的石英振梁式加速度計(jì)，在報(bào)道中稱，逡逑該項(xiàng)Q冇桑桑遙Γ鬧С鄭渲饕兄頗勘曄牽喝肆砍蹋ǎ擔(dān)埃埃紓�、高稳定性、核环緢�(chǎng)⒖磯義咸段�、高温、褩U倨舳�。｀崝n斂捎萌繽跡保菜鏡牡チ翰罘紙峁�，通过拆}災(zāi)っ鞲緬義希鄭攏輛哂蟹淺：玫男閱埽郟玻常藎嚎狗洌涸冢叮埃緄牧砍棠詼段Т錚玻

本文編號(hào)：2601234