Приведены результаты анализа изготовления чувствительного элемента микроакселерометра емкостного типа на основе высокоаспектных встречно-штыревых гребенчатых структур, созданного по объемной технологии с использованием процессов глубокого анизотропного травления кремния (Bosch-процесса) и анодного сращивания со стеклом. Анализ изготовления элемента после вывешивания его чувствительной массы в процессе высокоаспектного травления кремния осуществлялся с использованием методики измерения напряжения, подаваемого на гребенки встречно-штыревых структур, при котором происходило резкое изменение емкости конденсаторов (напряжение схлопывания). Приведены результаты расчета и экспериментальные данные изменения напряжения схлопывания в зависимости от бокового ухода размеров гребенчатых структур и пружинных подвесов в результате перетрава на стадии вывешивания чувствительной массы. Показано, что по значению этого напряжения можно проводить экспресс-диагностику изготовления чувствительных элементов.
1. Amini B.V., Ayazi F. Micro-gravity capacitive silicon-on-insulator accelerometers // J. Micromech. Microeng. – 2005. – Vol. 15. – P. 2113–2120.
2. Chae J., Kulah H., Najafi K. A CMOS-compatible high aspect ratio silicon-on-glass in-plane micro-accelerometer // J. Micromech. Microeng. – 2005. – Vol. 15. – P. 15336–45.
3. Compact electrode design for an in-plane accelerometer on SOI with refilled isolation trench / J. Xie, R. Agarwal, Y. Liu et al. // J. Micromech. Microeng. – 2011. – Vol. 21. – P. 095005.
4. Mol L., Rocha L.A., Cretu E., Wolffenbuttel R.F. Read-out calibration of a SOI capaci-tive transducer using the pull-in voltage // J. Micromech. Microeng. – 2008. – Vol. 18. – P. 064009.
5. Балансировка кремниевых датчиков угловой скорости в процессе изготовления / С.П. Тимошенков, Б.М. Симонов, О.М. Бритков и др. // Изв. вузов. Электроника. – 2015. – Т. 20. – № 1. – С. 5867.
6. Rocha L.A., Cretu E., Wolffenbuttel R.F. Analysis and analytical modeling of static pull-in with application to MEMS-based voltage reference and process monitoring. // J. of Microelectromechanical Systems. – 2004. – Vol. 13. – P. 342354.
7. Lee Y.-S., Jang Y.H., Kim Y.-K., Kim J.-M. Thermal de-isolation of silicon microstructures in a plasma etching environment // J. Micromech. Microeng. – 2013. – Vol. 23. – P. 025026.
8. Docker P.T., Kinnell P., Ward M.C. A dry single-step process for the manufacture of re-leased MEMS structures // J. Micromech. Microeng. – 2003. – Vol. 13. – P. 790794.