微腔-膜-沟道腐蚀自终止一次成型方法与单芯片单面加工的微流量传感器研究

项目名称： 微腔-膜-沟道腐蚀自终止一次成型方法与单芯片单面加工的微流量传感器研究

项目编号： No.51205388

项目类型： 青年科学基金项目

立项/批准年度： 2013

项目学科： 机械、仪表工业

项目作者： 王家畴

作者单位： 中国科学院上海微系统与信息技术研究所

项目金额： 25万元

中文摘要： 微流量传感器广泛应用于生物医学、医疗诊断、化学分析等关系国计民生的重要领域。针对现有微流量传感器在能耗、成本、系统封装等方面存在的不足，提出实现"微腔-膜-沟道"腐蚀自终止一次成型技术和单芯片单面加工的微流量传感器这一新方案。针对释放窗口结构尺寸、位置拓扑、制备方法和工艺参数对单晶硅薄膜成型的影响，研究单面微机械单晶硅薄膜-腔体-沟道的一次成型技术，分析薄膜在多物理场下的失效机理，为单面体硅三维加工提供理论指导。建立微沟道结构尺寸与表面性质对流体流动特性和界面自由能影响机理的模型，优化沟道结构设计和流体流动特性，实现传感器高性能和低能耗。在此基础上，建立微流量传感器理论参数模型，研究流量传感器单芯片单面集成结构设计技术和制造方法，实现流量传感器微型化、低成本、IC工艺兼容和可SMT封装。最后开展相关性能分析和实验研究。本课题对拓展微机械加工技术，促进流量传感技术发展具有重要理论和现实意义。

中文关键词： 微流量传感器；MEMS"微创手术"工艺；单晶硅薄膜成型机理；一次成型技术；微流体沟道

英文摘要： At present, the micro-flow sensors are widely used in important areas of people's livelihood, such as biomedical, medical diagnostics, chemical analysis, etc. For the shortcomings of the existing micro-flow sensors in big structure size, high power consum

英文关键词： Micro flow-sensor；MIS micromachining process；Formation mechanism of SCS diaphragm；One-step formation technology；Microfluid channel