基于電化學沉積的高深寬比無源MEMS慣性開關的研制*

杜立群，陶友勝，李爰琪，齊磊杰

（1. 大連理工大學精密與特種加工教育部重點實驗室，大連 116024；2.大連理工大學遼寧省微納米及系統重點實驗室，大連116024）

MEMS慣性開關作為一種由彈簧和質量塊構成的慣性沖擊檢測傳感器，具有尺寸小、造價低、能耗少等優點，在航空、航天、運輸等工業領域中具有良好的應用前景[1-3]。具有高深寬比的MEMS慣性開關在性能上要比一般的慣性開關更加優越[4]。因此，高深寬比MEMS慣性開關的制作工藝備受關注。

近年來，UV-LIGA技術憑借其成本低、工藝周期短而在MEMS慣性開關的制作中得到應用[5]。由于在近紫外波段具有較高的透明度以及較低的散射性，SU-8膠被認為是制作高深寬比微結構的首選光刻膠。以SU-8膠為犧牲層材料的多層UV-LIGA技術是制作金屬MEMS慣性開關的有效方法[6-8]。

但隨著厚度和深寬比的增大，SU-8膠光刻的難度也越來越大。同時，基底材料與膠膜結構的復雜程度也會對制作產生影響。馬日紅等[9]研究發現：過曝光引起的嚴重衍射效應使膠膜側壁出現“殘膠”，并通過優化曝光劑量在硅基上得到深寬比微10∶1的SU-8微結構。Zhang等[10]研究發現曝光劑量對高深寬比SU-8微溝道的線寬以及側壁傾角的影響較大，并通過優化曝光劑量參數在硅基上完成了深寬比19∶1的SU-8微溝道柵格的制作。張金婭等[11]研究發現不恰當的光刻參數會導致“T-top” 現象，并通過優化熱處理和曝光參數獲得了最高深寬比達27∶1的SU-8微結構。以上這些研究在硅基底或玻璃基底上通過優化光刻參數使用普通的UV-LIGA技術制作出深寬比很高的SU-8微結構?！?br>