基于C-MEMS工艺的微结构间碳悬浮结构制造与测试

摘要

微悬浮结构因可以有效地避免与基底之间的相互影响及热传递，并增大与周围环境的接触面积，而在MEMS领域中拥有广泛的需求。
　　在C-MEMS工艺基础之上，提出了一种在微结构之间制造碳悬浮结构的方法。设计形状与微结构位置相适应的掩膜板；利用套刻工艺将掩膜板位置与微结构位置对应起来，利用光刻过程中掩膜板导致的衍射效应，通过控制曝光时间，则可在生成SU-8胶悬浮结构的同时将其与底部微结构结合起来；通过热解，SU-8胶悬浮结构转变为碳悬浮结构，拥有较好的电性能。这种工艺仅包括紫外光刻和热解SU-8胶两个步骤，与传统方法相比，这种方法所用操作简便；紫外光刻与光刻胶热解技术均为成熟工艺；则操作的成本较低。
　　对碳悬浮结构电性能进行了测试。利用光刻结合磁控溅射制造有一定间隙的铜电极对；并在铜电极上制造碳悬浮结构。在铜电极两端通电构成回路，测试了碳悬浮结构的电阻与电阻-温度特性。

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1 绪论

1.1 课题来源

1.2 课题目的及意义

1.3 微悬浮结构的制造与应用国内外研究现状

1.3.1 体硅工艺制造微悬浮结构

1.3.2利用对液态高聚物的处理制造微悬浮结构

1.3.3电纺工艺制造微悬浮结构

1.3.4 催化生长制造微悬浮结构

1.4 C-MEMS衍射现象与理论

1.4.1C-MEMS工艺简介

1.4.2C-MEMS悬浮结构理论基础

1.5 论文的研究内容

2 基于C-MEMS的微结构间悬浮结构制造工艺

2.1 SU-8胶光刻工艺

2.1.1SU-8胶的特性

2.1.2SU-8胶的光刻工艺

2.2 微结构间悬浮结构制造工艺流程介绍

2.2.1制造硅微结构

2.2.2借助套刻工艺与衍射现象在微结构间制造悬浮结构

2.2.3热解SU-8胶衍射悬浮结构

2.3 在微结构间制造悬浮结构

2.3.1制造硅微结构阵列

2.3.2借助套刻工艺与衍射现象在微结构间制造悬浮结构

2.3.3热解SU-8胶衍射悬浮结构

2.4 悬浮结构制造工艺适用性总结

2.4.1悬浮结构制造方法对于不同形状微结构的适应性：

2.4.2微结构高度和SU-8胶层厚度对悬浮结构与微结构结合效果的影响：

3 碳悬浮结构性能的测量

3.1 测试电路的搭建流程

3.1.1造铜电极

3.1.2在铜电极上制造碳电极

3.2 铜电极间制造碳悬浮结构

3.2.1实验设备，工艺材料与试剂

3.2.2制造碳悬浮结构实验

3.2.3搭建实验电路实验

3.3 对碳悬浮结构电性能的测试

3.3.1 对碳悬浮结构电阻的测量

3.3.2对碳悬浮结构温度-电阻曲线的测量

4 总结与展望

4.1 全文总结

4.2 展望

致谢

参考文献

附录I 攻读硕士学位期间发表的学术论文