Fabrication of MEMS structures using electroplating

MEMS elektronik ve mekanik sistemlerin minyatürleştirilmiş halidir. MEMS teknolojisi sağlık, savunma sanayi, otomotiv gibi birçok alanda düşük güç tüketimi, düşük maliyet, arttırılmış işlevselliği gibi sebeplerle tercih edilmektedir. Bu tez çalışmasında MEMS yapılarının üretiminde bir çok farklı alanda karşılaşılan nikel elektrokaplama ile ilgili incelemeler yapılmıştır. Nikel elektrokaplama ile üretilecek MEMS yapılarının tasarımları ve simülasyonları yapılmıştır. Nikel elektrokaplamada kaliteli MEMS yapılarının üretimine büyük etkisi olan baskı gerilimi; kaplama sıcaklığı, akım yoğunluğu, zaman gibi parametreler değiştirilerek optimize edilmiştir. KLayout programı kullanılarak hareketli ve hareketsiz MEMS yapıları tasarlanmıştır. Sonlu elemanlar simülasyon programı COMSOL Multiphysics kullanılarak hareketli MEMS yapılarının simülasyonları yapılmıştır ve tasarlanan yapıların üretimleri gerçekleştirilmiştir. Üretimi gerçekleştirilen yapıların SEM görüntüleri alınmıştır. Üretilen yapılar empedans analizörü ve prob istasyonu ile test edilmiştir. Necmettin Erbakan Üniversitesi laboratuvarında ilk kez hareketli ve hareketsiz MEMS yapılarının üretimi gerçekleştirilmiştir. Bu çalışma hem Mikro Elektro-Mekanik Sistemlerin Necmettin Erbakan Üniversitesinde yaygınlaşıp bilgi birikiminin artmasına zemin hazırlayacak hem de bu konuda çalışma yapan araştırmacılarla ortak çalışmalar yapılarak bu konuda yapılan çalışmaların geliştirilmesine katkı sağlayacaktır.MEMS is a miniaturized version of electronic and mechanical systems. MEMS technology is preferred for many reasons such as low power consumption, low cost and increased functionality in many areas such as health, defense industry and automotive. In this thesis, researches have been made about nickel electroplating encountered in many different areas during the production of MEMS structures. The designs and simulations of MEMS structures were performed for nickel electroplating process. Compressive stress which has a strong effect on the production of high quality MEMS structures in nickel electroplating, has been optimized by changing parameters such as plating temperatures, current density and time. Using the KLayout program, movable and stationary MEMS structures have been designed. Movable MEMS structures were simulated using the COMSOL Multiphysics finite element analysis program and designed structures were produced. SEM images of produced structures were taken. Produced structures were tested with the impedance analyzer and probe station. For the first time the production of movable and stationary MEMS structures has been realized in the laboratory of Necmettin Erbakan University. This study will contribute to the development of the studies on MEMS by working jointly with the researchers working on Micro Electro-Mechanical Systems as well as preparing the ground for the increase of knowledge of Micro Electro-Mechanical Systems in Necmettin Erbakan University