实时直流偏置的动态法切换时间改善严重欠阻尼边缘化场静电MEMS致动器

摘要

当执行使用传统的一步偏置开关操作的边缘电场静电MEMS驱动器会导致固有的低挤压膜阻尼条件和长期稳定时间坚固的设备设计。实时的切换时间的改善，提供直流动态波形降低了边缘场的建立时间之间的转换时，MEMS致动器向上到向下和向下到向上的状态。

摘要

机械欠静电边缘场的MEMS致动器响应于一个单位阶跃输入偏置电压众所周知的快速切换操作。然而，在权衡了改进的开关性能是一个相对长的稳定时间，以达到每个间隙高度响应于各种应用的电压。瞬时偏压波形用来帮助减少开关次数静电边缘场MEMS致动器具有高的机械品质因数。去除边缘场致动器的底部衬底将创建的低机械阻尼环境必要有效测试的概念。下层基板的除去也有在装置的问候失败由于静摩擦的可靠性性能显着改善。虽然直流偏置动力是提高稳定时间是有用的，所需的压摆率典型的MEMS器件可以放置在充电p咄咄逼人的要求UMPS的完全集成的芯片设计。此外，可能存在挑战整合基板去除步骤到后端-行的商业的CMOS处理步骤。相比常规步骤施力结果制成致动器的实验验证表明了50倍的切换时间的改善。相较于理论计算，实验结果有较好的一致性。

引言

微机电系统（MEMS）利用几个致动机构来实现机械位移。最流行的是热，压电，磁和静电。对于短的切换时间，静电致动是最流行 ​​的技术^1，2。在实际应用中，临界阻尼的机械设计提供初始上升时间和稳定时间之间的最佳折衷。在施加直流偏压和致动膜片向下朝下拉电极，所述沉降时间是不是一个显著问题作为膜将抓拍下来并粘附到介电涂层的致动电极。几个应用都得益于上述静电驱动设计^{3 - 8。}然而，电介质涂覆的下拉电极的存在下，使致动器易于介电充电和静摩擦。

MEMS膜可以利用一条underdamped机械设计，实现了快速的初始上升时间。欠阻尼的机械设计的一个例子是静电边缘场致动（EFFA）的MEMS。这种拓扑结构中表现出了远远低于易受困扰静电基础的设计^9-20典型的失效机理。不存在平行对置电极，因此在平行电场的是为什么这些MEMS被适当地称为"边缘场"致动（ 图1）。为EFFA设计，​​下拉电极被分成两个单独的电极被定位侧向偏移到所述移动膜，完全消除了装置的可动部件和固定部件之间的重叠。然而，从可动膜下方的去除衬底显著降低了挤压膜阻尼部件从而增加了稳定时间。 图2B是所述沉降时间响应于STANDAR一例D的步骤偏置。瞬态，或直流动力施加在实时的偏压可用于提高所述沉降时间^20-26。 图2C和2D定性地说明了如何随时间变化的波形可以有效地消除振铃。以前的研究工作，利用数值计算方法来计算输入偏压的精确的电压和定时，以改善切换时间。这项工作的方法使用紧凑型封闭形式的表达式来计算输入偏置波形参数。此外，以前的工作集中在平行板驱动。而这些结构体被设计成欠阻尼的，挤压膜阻尼仍然在此配置中可用。在这项工作中提出的致动方法是边缘场致动。在此配置中挤压膜阻尼被有效地消除。这代表了一种极端的情况下，所述MEMS束的机械阻尼是非常低的。本文介绍了如何制作的EFFA的MEMS开发冰和执行测量以实验验证了波形的概念。

方案

1 EFFA制作的MEMS固定 - 固定梁（参见图3总结过程）

1. 紫外线光刻和二氧化硅用缓冲的氢氟酸（注意^27）的化学湿法腐蚀。
   1. 使用的氧化，低电阻率硅衬底。
   2. 填用丙酮^28（足以淹没的样品）的玻璃烧杯中，将样品中的丙酮填充的烧杯中，并超声处理5分钟，在水浴中超声发生器。
   3. 不进行干燥，直接将样品从丙酮的烧杯中转移到在水浴超声波仪装有异丙醇²⁹和超声处理5分钟的烧杯中。
   4. 用氮气干燥的样品（不容许的异丙醇以从表面蒸发）。
   5. 干燥（脱水烘焙）的加热板上设定为150℃，10分钟的样品。使样品达到室温，一旦脱水烘烤完毕。
   6. 将样品在一个旋转涂胶机的吸盘。移液管和分配1毫升六甲基二硅氮烷（HMDS），每个直径25 mm的（注意^30）。旋涂在3500 rpm离心30秒。移液管和分配1毫升每25mm直径的（注意^31）正性光刻胶。旋涂的样品在3500 rpm离心30秒。 Softbake光致抗蚀剂90秒，在105 °C下置于烤盘。
   7. 使用掩模对准到样品的UV辐射暴露和350-450纳米的波长。使用391兆焦耳/ ^平方厘米（注意^32）曝光能量。
   8. 充满TMAH的开发商（注意^33）玻璃烧杯中，并用足以淹没整个样品。
   9. 装满去离子水的玻璃烧杯中，迅速终止发展，以避免过度开发。
   10. 开发样本为12-20秒。轻轻搅动淹没样本。
   11. 小心地和迅速地除去从显影烧杯中的样品和淹没它在漂洗水的烧杯中，持续10秒。
   12. 下冲洗1-2分钟跑的去离子水在水槽的样本。
   13. 仔细吹干用氮气将样品（不允许的去离子水，从表面蒸发）。
   14. 检查在显微镜下的样本。
   15. 如有必要，重复的开发过程与调整的时间，以避免过度开发。
   16. 使用等离子体反应离子刻蚀（RIE），以使表面粗糙，以改善表面的润湿性。 RIE设置^34:以100sccm的Ar，100瓦射频功率，50 mT的腔室压力，1分钟。
   17. 填充聚四氟乙烯烧杯用缓冲氧化物蚀刻（BOE）的足够量，以覆盖样品。
   18. 填另一个特氟隆烧杯中，用去离子水将样品的中间漂洗。
   19. 淹没在京东方的样本。蚀刻速率是90-100纳米/分钟。
   20. 当蚀刻完成后，冲洗，在特氟隆烧杯中已经去离子水，持续10秒。然后用清水冲洗在水槽样本下运行去离子水1-2米英寸
   21. 用氮气干燥的样品（不允许的去离子水，以从表面蒸发）。
   22. 检查在显微镜下的样本。
   23. 重复该蚀刻和清洗，以避免过度蚀刻的光致抗蚀剂和底切的步骤，必要时与在时间调整。
   24. 删除光刻胶掩膜。
   25. 填充丙酮的玻璃烧杯（足以淹没的样品），将在丙酮填充的烧杯中，并超声处理在水浴超声波仪5分钟的样品。
   26. 直接将来自丙酮的烧杯中的样品，并将其放置在一个异丙醇充满烧杯中，并超声处理5分钟，在水浴超声波仪。
   27. 用氮气干燥样品（不要让异丙醇从表面蒸发）。
2. 硅和四甲基氢氧化铵（TMAH）的25％（重量）的化学湿式蚀刻（注意^35）。
   1. 用干净的4升烧杯中。
   2. 使用烤盘用thermocouple。使用特氟隆筐，其具有钩在把手的端部，用于保持样品。使用磁力搅拌棒进行适当的搅拌以减轻在批量蚀刻过程中释放的氢气泡的硅表面。
      注:热电偶和热板之间的反馈，确保合适的温度保持在整个蚀刻不变。如果所释放的氢不从表面上去除，它可能掩盖来自TMAH的底层硅。
   3. 倾（重量）的TMAH的25％上升到烧杯的2L的标记。
   4. 将热电偶在该溶液中，预热至80℃。如果可能的话，使用自定义夹具夹紧或持有热电偶，以防止干扰与磁力搅拌棒的旋转。
   5. 一旦溶液达到所需温度时，将样品中的聚四氟乙烯篮子并将篮子在溶液从烧杯的唇挂它。确保篮子不休息在烧杯中，以留有余地，磁力搅拌棒转动的底部。
   6. 设置磁搅拌棒，以400rpm的转速的旋转速率。
   7. 该溶液的蚀刻速率是300-350纳米/分钟。必要的蚀刻深度为4-5微米。
   8. 当所需的时间已经过去，完成蚀刻，从溶液中取出样品，并用去离子水冲洗1-2分钟。
   9. 用氮气干燥的样品（不允许的去离子水，以从表面蒸发）。
   10. 使用轮廓测量台阶高度。
   11. 如果阶状部分高度还没有达到，放置于溶液中的样品再次以达到所期望的台阶高度。
3. 所有的SiO ₂从基板和热化学湿蚀刻成长另一个为500nm的SiO _2。
   1. 体积（注意^36）填充聚四氟乙烯烧杯中，用氢氟酸49％。使用的量要足以覆盖样品。
   2. 填充聚四氟乙烯烧杯中，用去离子水漂洗样品。使用的量要足以覆盖样品。
   3. 蚀刻用氢氟酸的样品。留在溶液中，直到所有的SiO ₂的样品被除去。由于溶液是高度浓缩的，会发生相对较快的蚀刻。
   4. 冲洗10-20秒，在特氟隆烧杯装满去离子水。
   5. 彻底的冲洗下水槽1-2分钟跑的去离子水的样本。
   6. 搭配H ₂ SO ₄溶液:在聚四氟乙烯烧杯中（注意^37）1比H _{2 O 2（}硫酸:过氧化氢 ​​，食人鱼干净的）在1。使用足以覆盖样品。
   7. 填充聚四氟乙烯烧杯中，用去离子水漂洗样品。
   8. 浸没在样品中的H ₂ SO _{4:H 2 O 2}为7-10分钟。
   9. 简言之，将10秒，漂洗，在漂洗水的烧杯中的样品。
   10. 彻底冲洗下1-2分钟跑的去离子水在水槽的样本。
   11. 用氮气干燥的样品（不要让水从表面蒸发）。
   12. 进行湿式热氧化生长500纳米的SiO _2。
4. 紫外线光刻和化学湿蚀刻以图案化的SiO _2，以暴露其用作牺牲层，用于固定的固定波束的最终版本的硅。
   1. 填充丙酮的玻璃烧杯（足以淹没的样品），将在丙酮填充的烧杯中，并超声处理在水浴超声波仪5分钟的样品。
   2. 直接将来自丙酮的烧杯中的样品，并将其放置在一个异丙醇充满烧杯中，并超声处理在水浴超声波仪5分钟。
   3. 用氮气干燥样品（不要让异丙醇从表面蒸发）。
   4. 干燥（脱水烘焙）的加热板上设定为150℃，10分钟的样品。支持T他样品达到室温，一旦脱水烘烤完毕。
   5. 使用光致抗蚀剂spincoater，旋涂HMDS对样品在3500 rpm离心30秒。使用光致抗蚀剂spincoater，旋涂正光刻胶上的样品在3500 rpm离心30秒。 Softbake光致抗蚀剂90秒在105℃的加热板上。
      注:使用1毫升每个样品直径为每25毫米。
   6. 使用掩模对准到样品的UV辐射暴露和350-450纳米的波长。使用391兆焦耳/厘米²的曝光能量。
   7. 用一张TMAH的开发商玻璃烧杯中，并用足以淹没整个样品。
   8. 装满去离子水的玻璃烧杯中，迅速终止发展，以防止过度开发。
   9. 开发样本为12-20秒。
   10. 小心地和迅速地除去从显影烧杯中的样品和淹没它在漂洗水的烧杯中，持续10秒。
   11. 冲洗下运行去离子W的水槽样本亚特1-2分钟。
   12. 仔细干燥氮气（不要让水从表面蒸发）。
   13. 检查在显微镜下的样本。
   14. 如有必要，重复的开发过程与调整的时间，以避免过度开发。
   15. 使用等离子体的RIE，以使表面粗糙，以改善表面的润湿性。 RIE设置:以100sccm的Ar，100瓦射频功率，50 mT的腔室压力，1分钟。
   16. 填充聚四氟乙烯烧杯京东方足够量的覆盖样本。
   17. 填充聚四氟乙烯烧杯中，用去离子水将样品的中间漂洗。
   18. 淹没在京东方的样本。蚀刻速率是90-100纳米/分钟。
   19. 当蚀刻完成后，冲洗，在特氟隆烧杯中已经去离子水，持续10秒。然后用清水冲洗下水槽1-2分钟跑的去离子水的样本。
   20. 用氮气干燥的样品（不要让水从表面蒸发）。
   21. 下microscop检查样本ê。
   22. 重复该蚀刻和清洗，以避免过度蚀刻的光致抗蚀剂和底切的步骤，必要时与在时间调整。
   23. 填充丙酮的玻璃烧杯（足以淹没的样品），将样品在丙酮填充的烧杯中，并超声处理在水浴超声波仪5分钟。
   24. 直接将来自丙酮的烧杯中的样品，并将其放置在一个异丙醇充满烧杯中，并超声处理在水浴超声波仪5分钟。
   25. 用氮气干燥样品（不要让异丙醇从表面蒸发）。
5. 溅镀沉积物的Ti为20nm和Au为100nm。此薄膜作为电镀籽晶层，用于后续的电镀工艺步骤。溅射参数是:100W的直流功率，8 mT的沉积压力，以100sccm的Ar，基础压力为3×10 ^-6 T。
   1. 泄的工艺腔室或负载锁定到大气中。
   2. 加载样品进工艺室或负载锁。
   3. 泵送过程腔室或负载锁定至真空。
   4. 等到处理室达到3×10 ^-6 T的基本压力
   5. 放置样品，以用于沉积的适当位置。
   6. 由流动的氩气进入系统设定室压至8公吨。确切的流量需要达到8 mT的高度依赖于所使用的系统的类型。用于这项工作的溅射工具使用100sccm的流速。
   7. 激活与钛靶源。
   8. Presputter钛在300瓦特20分钟。
   9. 溅射钛为20nm，在100 W的沉积的确切时间是高度依赖于系统使用的类型。在这项工作中所用的溅射工具，5分钟是必要达到20nm以下。
   10. 停用与钛溅射靶源。
   11. 激活与黄金的目标源。
   12. Presputter金在100瓦，持续2分钟。
   13. 溅射金在100 W的精确沉积时间为100nm高度依赖于所使用的溅射工具。在这项工作中所用的溅射工具，10分钟是足够的，以提供金100纳米。
   14. 停用与黄金溅射靶源。
   15. 关闭氩气阀门。
   16. 泄的工艺腔室或负载锁定。
   17. 取出样品后处理室或负载锁定到达的气氛。
   18. 向下泵送负载锁定或处理室，以在高真空。
6. 紫外线光刻来创建一个光致抗蚀剂模，它定义了双端固定梁的几何形状。
   1. 填充丙酮的玻璃烧杯（足以淹没的样品），将在丙酮中充满烧杯样品5分钟。
   2. 直接将来自丙酮的烧杯中的样品，并将其放置在一个异丙醇充满烧杯5分钟。
   3. 用氮气干燥样品（不要让异丙醇从表面蒸发）。
   <丽>干（脱水烘焙）的加热板上设置为150℃下进行10分钟的样品。使样品达到室温，一旦脱水烘烤完毕。
   4. 使用光致抗蚀剂spincoater，旋涂HMDS对样品在3500 rpm离心30秒。使用光致抗蚀剂spincoater，旋涂正光刻胶上的样品以2000rpm，30秒。 Softbake光致抗蚀剂90秒在105℃的加热板上。
      注:使用1毫升每个样品直径为每25毫米。
   5. 使用掩模对准对齐并将样品于UV辐射暴露和350-450纳米的波长。使用的483毫焦/厘米²的曝光能量。
   6. 充满TMAH的开发商玻璃烧杯中，并用足以淹没整个样品。
   7. 填充玻璃烧杯中，用去离子水，迅速终止的发展，为了防止过度开发。
   8. 开发样本为12-20秒。
   9. 小心和迅速地从开发烧杯中，SUBM取出样品二哥它在漂洗水的烧杯中，持续10秒。
   10. 下冲洗1-2分钟跑的去离子水在水槽的样本。
   11. 用氮气干燥的样品（不要让水从表面蒸发）。
   12. 检查在显微镜下的样本。
   13. 如有必要，重复的开发过程与调整的时间，以避免过度开发。
7. 电镀金的MEMS光。
   1. 用1升烧杯玻璃烧杯中。
   2. 填写烧杯中700毫升市售的，随时可以使用的金电镀液（注意^38）.Place填在烤盘烧杯。
   3. 设置加热板到60℃。使用热电偶，以确保该溶液保持在所希望的温度。一旦溶液达到所需温度时，附着的样品到一支架固定在阳极，工件（样品），和热电偶。
   4. 将根据世博会的电流供应，以适当的幅度样品的SED金属化区域。 2mA的恒定电流密度/厘米²时。
   5. 不锈钢阳极使用。
   6. 连接活到阳极和接地的样品。
   7. 淀积速率是250-300纳米/分钟。固定的固定波束的最终厚度为0.5微米。考虑到一个近似4:1的比例存在于该蚀刻速率（去除溅射籽晶层时）电镀以溅射的金时，光束被电镀到1μm。
   8. 当必要的时候已经过去，关掉电流供应，断开阳极和工件的线索，取出样品，并根据在水槽1分钟跑的去离子水彻底冲洗。
   9. 吹干用氮气将样品（不要让水从表面蒸发）。
   10. 使用显微镜和轮廓，以验证该电镀完成。
8. 蚀刻的光致抗蚀剂的模具。
   1. 预热克姑娘烧杯装满一个烤盘至110℃（注意^39）专用光刻胶剥离液。在1小时的溶液浸入样品。
   2. 从加热板上取下烧杯中，并让溶液和样品达到室温。
   3. 彻底的冲洗下水槽流水1-2分钟的样品。
   4. 在充满丙酮5分钟的烧杯浸入样品。
   5. 在填充有异丙醇5分钟的烧杯浸入样品。
   6. 用氮气干燥样品（不要让异丙醇从表面蒸发）。
   7. 在显微镜下检查样本，并测量电镀金的台阶高度与轮廓。必要时可重复清洗步骤。
9. 化学湿蚀刻的Ti / Au的籽晶层。
   1. 在等离子体的RIE处取样，并使用以下参数:以100sccm的Ar，100瓦，50 mT的30秒。
   2. 填充聚四氟乙烯或玻璃烧杯中金蚀刻剂（注意^40）。使用enoug小时，以覆盖整个样品。
   3. 填充聚四氟乙烯或玻璃烧杯中，用去离子水。这杯将作为一个中间冲洗烧杯中快速终止该凹蚀。
   4. 淹没在金蚀刻剂样品。蚀刻参数 - RT 7-8纳米/秒，激动。一旦蚀刻完成后，浸入试样中的漂洗水的烧杯中，并轻轻搅拌10-20秒。
   5. 彻底的冲洗下水槽1-2分钟跑的去离子水的样本。
   6. 氮气吹干（不要让水从表面蒸发）。
   7. 检查该蚀刻，在显微镜下，如有必要，重复，直到所有的金被从曝光区域除去。
   8. 再次进行等离子体的RIE对样品使用下列参数:以100sccm的Ar，100瓦，50 mT的30秒。
   9. 填充聚四氟乙烯烧杯，京东方（足以淹没样品）。
   10. 装满去离子水中的聚四氟乙烯漂洗样品。
   11. 淹没在京东方在室温样品。该蚀刻速率为15〜18纳米/ min.When蚀刻时间结束后，从烧杯中取出样品并浸没入冲洗烧杯为10-20秒。
   12. 彻底的冲洗下水槽1-2分钟跑的去离子水的样本。
   13. 氮气吹干（不要让水从表面蒸发）。
   14. 检查蚀刻，如有必要，重复，直到所有的钛被从曝光区域除去。减少蚀刻时间，以避免显著底切。
10. 进行干各向同性的XeF ₂蚀刻（注意^41）有选择地去除硅和释放金双端固定梁。
    1. 泄的工艺腔室与大气相通。
    2. 加载在处理腔室中的样品。
    3. 泵系统关闭真空。
    4. 蚀刻时间强烈地依赖于暴露的区域和用于蚀刻系统的类型。对于此示例的3个T了30秒循环的压力被使用。 10次​​循环使用。 110-1的蚀刻速率20纳米/分钟被提取出来。
    5. 一旦蚀刻参数在系统中设置，蚀刻硅牺牲层。
    6. 当蚀刻完成后进行必要的清洗步骤，以确保有毒气体放空系统到大气中之前被除去。在这项研究中的系统有一个过程，自动执行该清洗步骤。
    7. 泄的工艺腔室与大气相通。
    8. 小心地取出样品。
    9. 向下泵送的处理室抽真空。

动态波形2，实验验证

1. 直流探针台负载样本。
   1. 放置在DC探针台的卡盘的样品。
   2. 激活该卡盘的真空以保持样品下来。
   3. 使用直流探头端部操作器上的MEMS桥的偏置片定位钨探针针尖。
   4. 使用直流探针台的显微镜，检视钨探针针尖的精确定位结束了直流偏置器件的焊盘上。该固定 - 固定波束探测与实况信号探针针尖而下拉电极探测与接地探针针尖。
2. 在函数发生器程序动态偏置信号。
   1. 使用计算值的初始波参数^20。
   2. 选择函数发生器任意波形函数来创建动态的波形。
   3. 输入波形的时间参数。根据函数发生器的类型，在第一时间参数几微秒后开始（相对于0微秒）。所述第一和第二时间参数之间的间隔将是所计算的时间将会采取的光束到达过冲间隙。在第二和第三时间参数之间的间隔应该足够长，以使光束以完全达到平衡以最小的振荡。当输入在相反方向操作的时间参数（从拉待办事项WN释放），则过冲间隙时间将确定第三时间参数和关闭之间的时间间隔。将有五分之一的时间间隔需要重新启动波。对于该区间许可足够的时间使光束以重新开始循环之前达到平衡。
   4. 输入波形的电压参数。的电压将施加在横梁上的实际电压的一小部分，因为这个信号将通过一个线性放大器。编入本研究的函数发生器的值分别为实际电压的二十分之一。
   5. 函数发生器的输出连接到高速高电压线性放大器。
   6. 线性放大器的输出端连接到数字示波器具有300 MHz的采样速率。示波器用于验证从任意波形发生器输出的信号。
   7. 线性放大器的输出端连接到DC操控。确保函数发生器关闭同时执行该步骤。
3. 设置和使用激光多普勒测振仪测量仪（LDV）
   1. 的立场，即保持LDV对样品负责。
   2. 打开激光器。
   3. 使用与该LDV集成到找到所需的光束来测量显微镜。
   4. 专注于MEMS桥的中心的激光器。这是最大偏转点。
   5. 确保激光束反射的强度是足够的精确测量。
   6. 设置采样时间，以适当的采样速率。该测量使用5.1 MHz的采样速率。
   7. 选择位移随时间变化的输出为LDV。
   8. 选择连续测量模式。
   9. 在微机电系统应用的桥梁偏置信号。在LDV将捕获的振铃效应的实时性。
   10. 调的函数发生器的时序和电压的参数来实现对下拉并释放最小的光束振荡操作。
   11. 一旦找到了最佳值关掉偏压信号。
   12. 关掉连续LDV测量模式。
   13. 从偏置垫提起直流探针针尖起来。
   14. 该函数发生器的触发输入连接到LDV硬件接口的触发输出。在这项研究中BNC电缆用于此连接。
   15. 设置函数发生器承认从LDV系统的外部触发。
   16. 设置LDV软件来触发函数发生器当测量扫描模式就开始了。
   17. 设置LDV软件到单次扫描模式。时单次扫描将是波形的持续时间。
   18. 降直流探头尖端回落的MEMS桥的偏置片。
   19. 捕获通过激活LDV的测量模式扫描的信号。
   20. 保存的位移与时间的关系的数据。

结果

图4中的设置是用来捕获偏转与微机电桥时代特征。通过使用在其连续测量模式下，激光多普勒振动计，精确的电压和时间的参数，可以发现以产生最小的光束的振动所期望的间隙高度， 图5示出了对应于60伏间隙高度，例如电子束偏转。可以看出，几乎所有的振荡的被除去。不仅是动态波形的一个间隙高度有用的，但对于所有的间隙尽可能的高度。这表现在图6和图7为两个下拉和释放的操作，分别。用于实现在前面的图中的测量值的计算值与实测动态波形示于图8和图9。

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在本研究...

讨论

低残余应力Au膜的沉积和干燥的释放与XeF的_2个在该装置的制造成功至关重要的组件。时相比，平行板场致动器静电边缘场致动器提供相对低的力。 > 60兆帕典型的MEMS薄膜应力将导致过高的驱动电压，其可以潜在地危及EFFA MEMS的可靠性。由于这个原因，电镀配方仔细特征在于，得到的薄膜具有低的双向轴向平均应力。此外，在本研究中，需要热循环的处理步骤使用硅作为牺牲层的类型，由于其相对缺乏的膨胀和收缩（相对于光致抗蚀剂）组成。最后，氟化氙₂干释放一步从根本上消除黏附有利于高收益处理。

所需的光束间隙高度对应于上冲间隙高度（ 图2B ）响应于所述第一步骤偏压^20。一旦光束达到的过冲/下所需的间隙高度的第二步骤偏压（ 图2C）被施加到保持在该位置上的光束。通过了解所述MEMS桥的机械品质因数（其可以被测量或计算的），过冲百分数和达到过冲间隙高度的时间可以计算出来。这些参数被用来确定输入电压的幅度和定时。

材料

本文使用的材料清单

姓名	公司	目录编号	评论
Chemicals
缓冲氧化物蚀刻剂	Mallinckrodt Baker	1178	二氧化硅蚀刻，钛蚀
丙酮	Mallinckrodt Baker	5356	晶圆清洁
异丙醇	霍尼韦尔	BDH-140	晶圆清洁
六甲基二硅油	Mallinckrodt Baker	5797	附着力促进剂
Microposit SC 1827 正性光刻胶	Shipley Europe Ltd	44090	图形，电镀
Microposit MF-26A 显影剂	Shipley Europe Ltd	31200	开发 SC 1827
四甲基氢氧化铵	Sigma-Aldrich	334901	块硅蚀刻
硫酸	Sciencelab.com	SLS2539	晶片清洁
过氧化氢	Sciencelab.com	SLH1552	晶片清洁
亚硫酸盐金 TSG-250	Transense	110-TSG-250	Au 电镀液
Baker PRS-3000 正性光刻胶剥离剂	Mallinckrodt Baker	6403	光刻胶剥离剂
金蚀刻剂型 TFA	Transense	060-0015000	Au etch
设备
掩模对准器		Karl Suss MJB-3	图案光刻胶
溅射镀膜机		Perkin Elmer 2400 溅射机	沉积金属
热氧化炉		热相氧化炉	生长二氧化硅
离子蚀刻		等离子体技术 RIE	等离子灰
氟化氙干法蚀刻机		Xactix 二氟化氙刻蚀机	选择性干法各向同性硅刻蚀
表面轮廓仪		Alpha-Step IQ	阶梯高度测量
环		Signatone	固定直流探针机械手
直流机械手		Signatone S-900 系列微定位器	将电位差应用于设备
激光多普勒测振仪		Polytec OFV-551/MSA-500 微系统分析仪	开关时间测量
数字函数发生器		Agilent E4408B 函数发生器	创建直流动态波形
高压线性放大器		单通道高压线性放大器 A400	促进高压
数字示波器		Agilent DS05034A 数字示波器	验证动态波形参数