Qplus传感器工艺误差影响的仿真分析

作     者：李磊 张明烨 冷兴龙 张凌云 夏洋 刘涛 LI Lei;ZHANG Mingye;LENG Xinglong;ZHANG Lingyun;XIA Yang;LIU Tao

作者机构：中国科学院大学北京100049 中国科学院微电子研究所北京100029 北京市微电子制备仪器设备工程技术研究中心北京100176 集成电路测试技术北京市重点实验室北京100084 

出 版 物：《传感器与微系统》 (Transducer and Microsystem Technologies)

年 卷 期：2022年第41卷第10期

页      面：5-9页

学科分类：08[工学] 080202[工学-机械电子工程] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 0802[工学-机械工程] 

基　　金：国家重点研发计划基金资助项目(2018YFA0704804) 中科院关键技术团队基金资助项目(GJJSTD20200003,GJJSTD20200005)。 

主　　题：Qplus传感器 微电子机械系统 工艺误差 有限元仿真 石英单晶 原子力显微镜 

摘      要：为了探究微纳加工中的工艺误差对Qplus传感器性能指标的影响,采用基于COMSOL的多物理场有限元数值分析方法建立了包含工艺误差的Qplus传感器仿真模型,评估了湿法刻蚀后侧壁产生的晶棱、双面光刻对准偏差等典型工艺误差对传感器本征频率、弹性系数以及品质因子的影响,并将仿真结果与实测值进行了对比,验证了仿真方法的准确性。结果表明:传感器的弹性系数及本征频率会因为湿法刻蚀后侧壁产生的晶棱明显提高,品质因子受工艺误差影响较小,变化幅度小于10%。分析方法有助于Qplus传感器的设计优化,使制备出的传感器性能参数更接近于预期设计值,同时为其他基于石英的MEMS传感器的仿真设计提供借鉴。