Question 1

(a) What are the mechanisms that cause stiction in the release of surface micromachined structures?  Briefly describe 2 techniques that are often employed in overcoming stiction.

(b) Describe and sketch a test structure for characterising tensile stress in surface micromachined thin films.

Question  2

At some point in a MEMS process, the wafer has features with step heights varying from 1µm to 10 µm.  There are also cavities in the wafer of 20um depth.  The next process step is           photolithography which requires you to have 2 µm of positive photoresist coated on the wafer. The only means at your disposal to coat the wafer with photoresist is spinning.  After spin        coating the photoresist, you did an inspection of the wafer.

(i)  Describe the distribution of photoresist across the wafer..

(ii)  What will happen if you proceeded with the rest of the photolithography steps? (iii) Describe an alternative method for resist coating to get around the problem.

Question  3

(a)  Show that it is possible  for some (111) planes in monocrystalline silicon material to form an angle of 109.48° with each other.

(b)  Calculate the mask dimensions required to create, by wet anisotropic etching in          TMAH, a rectangular opening through the wafer of 150 µm by 300 µm, on one side, in a   (100) orientation silicon wafer of 450 µm thickness.  [ You may assume that  the etch rate of (111) plane is very low and can be neglected].

Question 4

a.   Figure 4(b) is the cross-section of a ink-jet print head.  Describe what process steps would you need to develop in order to achieve such a structure.

P+   Si

nozzle                 +