MEMS单晶硅加热雾化芯片设计与制作

摘要

cqvip:为实现高粘度液体的雾化,提出一种微机电系统(MEMS)单晶硅快速加热雾化芯片。对单晶硅加热芯片结构进行了设计,芯片为10 mm×10 mm的方形,布置了168个边长为500μm的方形雾化孔。通过ANSYS有限元软件进行了电-热耦合仿真,以评估其温度分布均匀性。衬底采用5×10^-3Ω·cm的4 in(l in=2.54 cm)N型(100)硅片,基于各向异性湿法腐蚀工艺完成了微孔阵列和芯片的制造。测试结果表明:室温下芯片电阻约为0.6Ω,且电阻值与温度呈正相关;芯片温度分布均匀,最低温与最高温相差约12.7%;施加3.7 V电压时,芯片在4 s内可升温至300℃,能够实现对甘油的快速雾化。该芯片结构和制作工艺简单,易于实现批量制造。