1. 研究目的与意义
1.1 研究背景微悬臂梁作为一种高灵敏度新型传感器，凭借其体积小、灵敏度高、响应时间短、结构简单和易于集成的特点，在原子力显微镜、极小力检测、液体粘度检测、气压监测化学生物检测等方面有广泛的应用。当悬臂梁更长、更薄、更窄时，其测试灵敏度会得到极大的提高，但是制作过程中的不稳定性也会随之增大。因此，制备出高产率、高灵敏度、低成本的悬臂梁需要进行进一步的探索和尝试。单晶硅由于其良好的机械性能成为制备微悬臂梁的理想材料，随着soi 技术的发展，使得亚微米厚顶层硅soi 片的应用成为了可能，将顶部硅作为目标层，底层硅作为支撑层，不仅可以简化工艺步骤，还能提高悬臂梁的品质和成功率。t.d.stowe 等利用体硅工艺和临界点干燥法制作出了60nm 厚，弹性系数6.5*10-6n/m 的超薄悬臂梁，产率80%；在此基础上，h.j.mamin 和d.rugar 将悬臂梁厚度改为290nm，弹性系数达到260μn/m，q 值达到150000。但是在释放功能层时埋层sio2由于内部压应力造成薄膜弯曲，硅基悬梁很容易受到破坏，成品率不高。并且制备过程中采用临界点干燥法，这需要专门的临界点干燥装置，增加了制作成本。x li 等采用正面干法刻蚀的释放工艺制备出12nm 厚、95%产率的悬臂梁。但是干法刻蚀的成本远远高于湿法腐蚀，并且刻蚀后仍需要对悬臂梁进行清洗，清洗过程中由于液体表面张力造成的悬臂梁粘附问题同样制约悬臂梁的成品率，在节约成本和提高产率方面没有得到改善。y liu 等采用湿法腐蚀的释放工艺，研究埋层应力和液体表面张力对悬臂梁的影响，得到长度为465μm，宽度为10μm，厚度为850nm 的悬臂梁。但是得到的悬臂梁太厚，在一定程度上影响到悬臂梁的灵敏性。
1.2 研究目的
针对耦合型超薄悬臂梁阵列释放过程中发生的悬臂梁粘附现象，研究粘附机理，改变悬臂梁释放时的液体环境和清洗方法，降低液体表面张力，有效避免悬臂梁的粘连，成功释放出更薄的硅基悬臂梁阵列，厚度仅为220nm，确保了悬臂梁的灵敏性，成品率可达100%。
2. 研究内容和预期目标
2.1研究内容（1）了解微悬臂梁的制作工艺
充分了解耦合型高灵敏度微悬臂梁阵列的制备过程，以及溶液置换的湿法腐蚀的释放工艺。了解干法刻蚀和湿法腐蚀的区别，以及湿法腐蚀中，悬臂梁在不同溶液中释放的不同效果。以及了解影响悬臂梁黏附和稳定性的主要因素：液体表面张力、悬臂梁的杨氏模量、悬臂梁的厚度，以及悬臂梁之间的间隙。
（2）熟练掌握comsol multiphysics 软件的使用
3. 研究的方法与步骤
3.1研究方法（1）查阅相关资料已经论文，了解国内外悬臂梁发展现状，从中总结出悬臂梁存在的问题。
（2）通过comsol multiphysics 软件仿真模拟悬臂梁在不同溶液内释放的黏附程度，以及悬臂梁的变形情况
（3）通过具体实验来验证仿真的结果
4. 参考文献
[1]魏晓玮, 苗斌, 李加东, 等. 耦合型超薄悬臂梁阵列释放工艺分析[j]. 压电与声光, 2015, 37(1): 43-45.[2]niimi y, hasegawa t, sugino t, et al. analysis of mechanical strengthening of si cantilever by chemical koh etching[c]//sensors, 2013 ieee. ieee, 2013: 1-4.
[3]liu y, zhao g, li b, et al. pattern buried oxide in silicon-on-insulator-based fabrication of floppy single-crystal-silicon cantilevers[j]. micro nano letters, 2011, 6(4): 240-243.
[4]赵翔, 梁明富. 牺牲层腐蚀技术在微悬臂梁器件制作中的应用[j]. 科学技术与工程, 2009 (14): 3994-3999.
5. 计划与进度安排
2.18--3.15 课题调研，了解相关技术和要求；3.16--3.29 查阅资料，撰写并提交开题报告；
3.30--5.3 实验分析，数据整理，完成论文初稿；
5.4--5.24 论文完善、修改；
