交流电沉积实现微纳器件定向连接研究.pdfVIP

2014年 第33卷 第3期 传感器与微系统(TransducerandMicrosystemTechnologies) 5 研究与探讨 f p p 0 、 交流电沉积实现微纳器件定 向连接研究 冀健龙 ，桑胜波 ，李朋伟 ，张文栋 ，周兆英 ，杨 兴 (1．太原理工大学 信息学院 微纳系统研究中心，山西 太原 030024； 2．清华大学 精密仪器系微机电系统实验室。北京 100084) 摘 要：使用交流电化学方法定向制备了预制微电极之间的电连接。通过调节交流电压与偏置直流电压 幅值可以控制电连接的生长方向。如果施加的交流电压幅值高于生成电连接的电压阈值 ，并且该值恒定 时，频率越小，浓度越大，电连接晶体越粗壮；而当电解液浓度与频率恒定时，电压幅值变化对形貌影响较 小。有限元仿真模拟进一步说明：当施加的交流电压高于阈值时，电极处于交流电渗流上游。电极扩散层 厚度增加将诱导电极之间电连接晶体的生长。在交流电压上叠加直流偏置电压时，电连接晶体从偏置电 压相对较负的一端向另一端生长。伏安特性测试结果表明：该连接具有优异的接触特性。 关键词：电沉积；枝晶；电连接；接触电阻；交流电渗 中图分类号：TP212 文献标识码：A 文章编号：1000-9787(2014)03-0005-03 Research0norientedconnecti0nMEM S／NEM Sdevice i·m p-lem ent·edlby A‘ el’ect-rodeposR··i0‘n JIJian—long，SANGSheng-bo，LIPeng—wei，ZHANGWen—dong ，ZHOU Zhao-ying ，YANG Xing (1．MicroandNano-system ResearchCenter，CollegeofInformationEngineering， TaiyuanUniversityofTechnology，Taiyuan030024，China；2·MEMSLaboratory， DepartmentofPrecisionInstruments，TsinghuaUniversity，Beijing100084，China) Abstract：Electricconnectionsbetween prepared microelectrodesarefabricateddirectionallyutilizing the AC electrochemicalmethod．GrowthdirectionsofelectricconnectioncanbecontrolledthroughtuningamplitudeofAC andbiased DC voltage．Theobservationsillustrated thatifamplitudeofAC ~equency and higherelectrolyte concentrationgaverisetothickeranddenserdendritecrystalswhentheappliedAC vohagemagnitudeishigher thanthethreshold forinterconnectformation．ItisalsodemonstratedthattheamplitudevariationofAC signal exertssmallereffectoninterconnectmorphologieswhen electrolyteconcentrationsandAC frequenciesarekept constant．Finite element simulation further illustrates that the electrodes locate at the upper fl