摘 要摘 要传感器市场正在逐步被MEMS传感器占据，并逐步取代机械传感器，已得到电子消费产品、航空航天、汽车、化工、机械、医药等领域的重视。在目前的导航系统中，电子罗盘扮演着十分重要的角色，所以磁阻传感器在定位系统中受到的关注越来越多。本文主要研究基于MEMS技术的磁阻传感器线圈制备技术，首先研究MEMS磁阻传感器的工作原理和相关器件，然后制备MEMS磁阻传感器。主要是基于UV-LIGA工艺技术，可以解决制备高深宽比的加工技术难题，通过光刻、微铸造加工技术，实现高深宽比的微结构。通过做实验我们得出了以下结论1设计方面我们通过CAD设计出器件的结构，在一片衬底上设计具有不同尺寸的MEMS磁阻传感器图形。2制备传感器利用UV-LIGA技术制备传感器。经过基底处理、甩胶、预烘、曝光、后烘、显影、溅射、电镀等工艺过程实现传感器的制备。首先覆盖种子层，接着涂覆光刻胶，通过工艺技术刻出设计好的图案接着再电镀上金属镍；接着重复两次之前的工艺继续电镀金属，最后得到传感器微型线圈。3工艺优化要想得到好的器件性能就需要对工艺优化，包括优化工艺的工序，工序里的每部所涉及到的数据，工艺所需的材料例如光刻胶的选择等。光刻胶的选择对工艺的影响很深，应该不断的优化所用的光刻胶。最后制得磁阻传感器，其灵敏度高、体积小、功耗低为磁阻传感器的优点。磁阻传感器在卫星定位和航海方面具有突出的优点，所以研究磁阻传感器是十分有必要的。关键字MEMS；磁阻传感器；UV-LIGA
目录
第一章 绪论 1
1.1 微机电系统简介 1
1.1.1 MEMS发展史 1
1.1.2 MEMS的基本特征 2
1.1.3 MEMS的发展趋势 3
1.1.4 MEMS市场预测 4
1.2 MEMS及磁阻传感器国内外研究现状 4
1.3 本文的研究目的和意义 6
1.4 主要研究内容 6
第二章 MEMS磁阻传感器的原理和设计 7
2.1 MEMS磁阻传感器的原理 7
2.2 MEMS磁阻传感器的设计 7
2.3 试样制备的总体工艺流程 9
2.4 实验仪器 10
2.5 小结 12
第三章
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磁阻传感器制备及工艺优化 13
3.1 UVLIGA 技术 13
3.1.1 UVLIGA 技术工艺过程 13
3.1.2 UVLIGA 技术的工艺难点 14
3.2 磁阻传感器工艺流程 15
3.2.1 衬底材料对光刻工艺的影响 15
3.2.2 表面处理 17
3.2.3 光刻胶 17
3.2.4 涂胶 18
3.2.5 前烘 19
3.2.6 曝光与后烘 21
3.2.7 显影 22
3.2.8 溅射 23
3.3 电镀实验 24
3.3.1 电镀工艺 24
3.3.2方法 25
3.3.3 镀液的配制 26
3.4 实验结果与分析 26
3.3 小结 28
第四章 结 论 29
致谢 30
参考文献 31
绪论
1.1 微机电系统简介
始于1960年左右的微机电系统技术，由半导体工艺中的微细加工技术融合机械工艺中的微型机械加工技术，并应用于现代的信息技术中，发展而来的一项有前景的高新技术[1]。
目前，主要有三种技术途径：（1）硅基微加工技术是以美国为代表，这项技术的基础是集成电路加工技术；（2）以德国为代表的LIGA技术；(3)以日本为代表的精密加工技术[2]。
一个完整的MEMS系统是微型传感器、执行器还有相关的控制电路为主要的。图11是一个典型的系统和外界的彼此作用示意图，而且通过传感器将物理信号转换为电信号，经过信号处理后，再通过执行器与外界作用。为系统可以采用数字或模拟信号与其他微系统通讯，其主要是把信息的获取、处理和执行结合在一起，形成具有多功能的微型系统，集成在大尺寸系统里，这也就大幅度提高系统的自动化，还有智能化和可靠性水平。
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图11 MEMS与外界联系示意图
1.1.1 MEMS发展史
早在第十八世纪，著名的物理学家理查德费曼，在美国物理学会的演讲中提出了“底部大有作为”著名论断，他认为操纵和控制微小尺度的物体会有大量的技术应用。自那时以来，微机电进入超过20年的萌芽期。在这时期，对微机电系统进行了一系列研究。采用集成电路技术，还产生了一些个别的微机械结构，如悬臂和微喷嘴。同时，集成电路工业在这一时期步入快速发展，各种体硅加工技术和表面处理技术快速发展和成熟。
在上世纪八十年代，穆勒在加利福尼亚大学伯克利的研究小组发明了基于表面牺牲层技术制备60～100μm的硅静电电机。说明利用硅微机械加工技术制作微移动结构的可行性，人们看到了电路的可能性和集成化生产的执行单元。在这之后，微机电系统开始进入一个系统化和受到广泛国际关注的黄金发展时期[3][4] 。
目前，微电子机械技术已成为一门新兴的多学科技术，涉及微电子、微机械、材料、信息和控制，以及物理、化学、生物、机械等学科。除了小型化、智能化、集成化的系统的发展方向，成为关系到国家科技发展、国家安全和经济繁荣的关键技术。我们可以预测，微电子机械系统将给社会带来又一次重大的技术革命。
二十一世纪，对信息、通信、航空航天、生物医学等诸多领域都带来突破，这对世界科技、经济发展和国防建设带来了巨大的影响[5]。
1.1.2 MEMS的基本特征
微机电系统具有体积小、重量轻、性能稳定、惯性低、功耗低、谐振频率高、响应时间短等优点，能够完成大尺寸系统不能完成的任务[6]。
它有以下特点：
（1）跨学科的快速发展：微机电系统集成多学科的前沿领域，涉及材料科学、物理、化学、生物微观领域、微功率、微力学、流体力学、摩擦学、微光学，还涉及组件和系统的设计、测试、控制、能源、材料、制造等。许多学科和技术都是紧密相连的，微机械系统的研究与显影需要多方面的研究。
（2）小规模，新机制：微系统的概念是传统的大型机电系统的一个突破，当缩放到微米和纳米尺度，许多物理现象和宏观世界是非常不同的，所以小规模的机械研究是必要的。
（3）系统集成、机电一体化：微机电系统带来了一个新的概念，将现有系统改为一个信息收集、计算（分析、判断或决定）和功能分区的执行划分。智能传感器是集成微系统、微连接、微处理器、执行器和小通信系统。如在生物医学领域，它已用于脱氧核糖核酸（DNA）扩增和聚合酶链反应（PCR）识别系统、微机械扫描隧道显微镜、有害化学检测和生物制剂的生物芯片。作为一种突破性的技术，微机械的研究至今已有很多可以做的领域，如生物技术和微电子前所未有的合作，很多新的微电子机械系统的应用将出现。

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