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从表面微机械微机械结构中进行超临界二氧化碳溶剂萃取
薄膜沉积、微米级图案化以及制造低应力薄膜的能力相结合，构成了表面微机械结构，其特征具有柔顺性，并且彼此或与基板紧密贴合。如果一个柔顺特征与相邻特征或基板接触，则表面之间可能会发生永久粘附。这可能发生在两个不同的时间。首先，当结构在牺牲释放蚀刻后干燥时，相邻表面毛细管状空间中截留的液体弯月面减少产生的表面张力可以将特征拉向彼此或基板 1, 2。强粘附力（在微力学中称为粘滞力）可能导致设备永久粘附，从而导致设备干燥后产量低得令人无法接受。表面也可能相互接触并在稍后的时间（例如在设备运行期间）保持粘连，从而导致可靠性故障。这两种故障中的后者可能成本更高。已经提出了各种机制来解释粘连的原因 1-6 。据报道，从冲洗液中沉淀出来的固体杂质会粘附两个表面，这是原因 1, 2 。结果表明，疏水设备之间的粘连的主要方式是通过范德华力，而范德华力和氢键都是造成亲水表面粘连的原因 3 。其他研究表明，多晶硅表面的吸附水是造成粘连的原因 4, 5 。静电吸引力也被认为是造成粘滞的原因 6 。有关粘滞力的综述，请参阅参考文献 2 和 3。已经做了大量工作来解决表面微机械结构中的粘滞故障 7-25 。除了保持无杂质的释放和冲洗工艺外，还应用了许多技术来提高产量和长期可靠性。冷冻升华是一种常用的提高产量的技术 7-11 。使用这种方法，将设备浸入溶剂（或溶剂混合物）中，然后冷冻。通过升华固化的溶剂（或溶剂混合物），可以避免液-气界面。Guckel 等人首次使用 MeOH 和 H 2 O 混合物进行冷冻升华来干燥微机械部件。7 。环己烷 8、9、叔丁醇 10 和对二氯苯 11 等溶剂也已升华以干燥设备。其他提高产量的技术包括使用光刻胶 12 或二乙烯基苯 13
湿度对表面微机械微型引擎可靠性的影响
湿度是多晶硅微机械摩擦表面磨损的一个重要因素。我们证明，非常低的湿度会导致非常高的磨损，而可靠性不会发生显著变化。我们表明，产生的磨损碎片的量是空气环境中湿度的函数。随着湿度降低，产生的磨损碎片增加。对于较高的湿度水平，表面氢氧化物的形成可能起到润滑剂的作用。主要故障机制已被确定为磨损。磨损碎片已被确定为非晶态氧化硅。在低湿度水平下观察到的大碎片（长度约为 1 微米）也是非晶态氧化硅。使用透射电子显微镜 (TEM)，我们观察到磨损碎片形成球形和棒状。我们比较了两种表面处理工艺：氟化硅烷链 (FTS) 和超临界 CO 2 干燥 (SCCO 2 )。在两种湿度水平下，使用 SCCO 2 工艺的微型发动机的可靠性低于使用 FTS 工艺发布的微型发动机。
连续膜表面微机械硅...
表面微加工成功的光学应用之一是开发静电驱动微机械镜阵列（协调、可移动的反射或折射元件的大规模并行阵列），用于投影显示系统。1 每个元件都是一个镜段，用作较大显示器中的一个像素，元件的驱动使用二进制数字控制信号并行协调。在这样的系统中，已经证明简单微机械致动器的制造成品率可以接近 100%。此外，已经确定可以实现电子器件与微机电系统（MEMS）阵列结构的大规模集成。这种集成是通过在平面化的 CMOS 电子阵列上构建 MEMS 结构来实现的。已经提出了这些基本概念的几种扩展，以便开发用于自适应光学系统的表面微机械连续膜可变形镜。在自适应光学中，重要的是可变形镜既连续又可精确调节。本文描述的设备是使用表面微机械技术制造的第一种连续镜。� 体微机械连续镜之前已经展示过。2 � 表面微机械镜已在波士顿大学设计、制造和测试。该设备由单个柔性光学膜组成，该膜由多个附件支撑，这些附件位于底层表面法向静电致动器阵列上。两个特点将该设备与以前的表面微机械镜系统区分开来。首先，镜面是连续的，而不是分段的。因此，致动器的局部变形会导致镜面平滑偏转，表面轮廓没有不连续性，没有因分段边缘而产生的衍射干涉，也没有因填充因子低于 1 而导致的光强度损失。此外，新的可变形镜面装置可以精确、连续地控制镜面元件
嵌入式微机械设备方法的表征 MEMS 与 CMOS 单片集成
最近，人们对将微机电系统 (MEMS) 与驱动、控制和信号处理电子设备进行单片集成的制造工艺产生了浓厚的兴趣。这种集成有望提高微机械设备的性能，并降低制造、封装和仪表化这些设备的成本，方法是将微机械设备与电子设备在同一制造和封装过程中结合起来。为了保持模块化并克服 CMOS 优先集成方法的一些制造挑战，我们开发了一种 MEMS 优先工艺。该工艺将微机械设备放置在浅沟槽中，对晶圆进行平面化，并将微机械设备密封在沟槽中。然后，在将设备嵌入沟槽后进行高温退火，然后再进行微电子加工。这种退火可以消除微机械多晶硅的应力，并确保与微电子加工制造相关的后续热处理不会对多晶硅结构的机械性能产生不利影响。然后，这些带有已完成的平面化微机械器件的晶圆被用作传统 CMOS 工艺的起始材料。该工艺的电路成品率已超过 98%。本文介绍了集成技术、该技术的改进以及器件特性的晶圆级参数测量。此外，本文还介绍了使用该技术构建的集成传感器件的性能。