微机电系统(MEMS)制造工艺史(整理版)
微机电系统
微机电系统制造工艺史微机电系统（Micro Electro-Me-chanical Systems，MEMS）是指可批量制作的，集微型机构、微型传感器、微型执行器以及信号处理和控制电路、直至接口、通信和电源等于一体的微型器件或系统。
MEMS是随着半导体集成电路微细加工技术和超精密机械加工技术的发展而发展起来的。
微机电系统是微米大小的机械系统，其中也包括不同形状的三维平板印刷产生的系统。
这些系统的大小一般在微米到毫米之间。
在这个大小范围中日常的物理经验往往不适用。
比如由于微机电系统的面积对体积比比一般日常生活中的机械系统要大得多，其表面现象如静电、润湿等比体积现象如惯性或热容量等要重要。
它们一般是由类似于生产半导体的技术如表面微加工、体型微加工等技术制造的。
其中包括更改的硅加工方法如压延、电镀、湿蚀刻、干蚀刻、电火花加工等等。
①微机电系统制造发展历程：19世纪照相制版;1951年显像管遮蔽屏(美国RCA公司)(光学应用);1952年表面微加工专利2749598(美);1954年压阻效应;1962年晶体的异向腐蚀;1963年半导体压力计(日本丰田中央研究所);1967年振动门晶体管(美国Westinghouse公司)(牺牲层腐蚀);1968年阳极键合(美国Mallory公司);1969年基于掺杂浓度的腐蚀;1970年硅微电极(斯坦福大学);1973年内窥镜用硅压力传感器(斯坦福大学);1974年集成气相质谱仪(斯坦福大学);1979年集成压力传感器(密西根大学);1982年LIGA工艺(德国原子力研究所);1986年硅反馈式加速度计(瑞士CSEM);1986年集成流量控制器(日本东北大学);1987年微齿轮等(美国加州大学伯克利分校，贝尔研究所);1987年微静电微马达(加州大学伯克利分校，Yu-Chong Tai，Long-Sheng Fan)。
发展阶段：硅微传感器阶段：1963年日本丰田研究中心制作出硅微压力传感器。
微机电系统(mems)工程技术 半导体制造工艺技术
微机电系统(mems)工程技术半导体制造工艺技术微机电系统（MEMS）是一种融合微电子技术、机械工艺和微纳米加工技术的新型技术，具有微小体积、高性能和低功耗等优点，被广泛应用于传感器、执行器、微机械系统等领域。
MEMS制造工艺技术作为其核心技术之一，在MEMS设备的设计、生产和测试过程中起着至关重要的作用。
一、MEMS制造工艺技术的基本原理MEMS制造工艺技术是利用微纳米加工技术对微电子元件进行加工，实现微小尺寸的器件。
其基本原理包括光刻、薄膜沉积、刻蚀、清洗和包装等步骤。
在制造过程中，需要考虑到器件的性能、成本和效率等因素，并采用不同的工艺流程进行处理。
二、MEMS制造工艺技术的工艺流程1.设计阶段：确定MEMS器件的功能和结构，并进行软件仿真和电路设计，制定完整的器件设计方案。
2.掩膜光刻：利用掩膜和紫外光曝光的技术，将器件的图形准确转移到光敏材料上，形成所需的图形。
3.薄膜沉积：采用物理气相沉积、化学气相沉积等技术，在衬底表面沉积一层或多层薄膜，用于制备MEMS器件的功能部件。
4.刻蚀工艺：采用干法或湿法刻蚀技术，将多余的材料去除，形成所需的器件结构。
5.清洗和检测：在制造过程中，需要对器件进行清洗和检测，确保器件的质量和性能。
6.包装封装：将制备好的器件封装在封装体中，保护器件免受外部环境的影响。
三、MEMS制造工艺技术的发展趋势1.纳米加工技术：随着纳米加工技术的发展，MEMS器件的尺寸将进一步减小，性能将得到显著提升。
2.多功能集成：未来的MEMS器件将具有多功能集成的特点，可以同时实现多种功能，提高器件的综合性能。
3.自组装技术：自组装技术的应用将使MEMS制造工艺更加灵活和高效，降低成本，提高生产效率。
4.高可靠性设计：随着MEMS器件在汽车、医疗等领域的广泛应用，高可靠性设计将成为MEMS制造工艺技术的重要发展方向。
四、结语MEMS制造工艺技术是一项复杂而重要的工艺技术，对MEMS器件的性能和质量起着决定性的作用。
微机电系统制造工艺综述
微机电系统制造工艺综述微机电系统（Microelectromechanical Systems，MEMS）是一种集成了微小机械、电子、光学和磁性等元件的微型系统。
它的制造工艺是一个复杂且多样化的过程，涉及到多个步骤和技术。
本文将综述微机电系统的制造工艺。
一、工艺流程微机电系统的制造工艺流程通常包括以下几个主要步骤：基片准备、薄膜沉积、光刻、腐蚀、封装和测试。
1. 基片准备：基片是微机电系统的主要载体，常用的材料包括硅、玻璃和塑料等。
在基片制备过程中，需要进行清洗、平整化和涂覆等处理，以保证后续工艺步骤的顺利进行。
2. 薄膜沉积：薄膜沉积是微机电系统制造中的关键步骤之一。
常用的薄膜沉积方法有化学气相沉积（CVD）、物理气相沉积（PVD）和溅射等。
通过这些方法可以在基片上沉积出具有特定功能的薄膜层，如金属、氧化物和聚合物等。
3. 光刻：光刻是微机电系统制造中的关键技术之一。
它通过光敏胶的光化学反应将图案转移到基片上，形成所需的结构和形状。
常用的光刻技术包括接触式光刻和投影光刻。
4. 腐蚀：腐蚀是微机电系统制造中的重要步骤之一。
通过化学腐蚀或物理腐蚀的方式，可以去除不需要的材料，形成所需的结构和形状。
常用的腐蚀方法有湿腐蚀、干腐蚀和等离子体腐蚀等。
5. 封装：封装是将微机电系统芯片封装在外部保护壳中的过程。
封装可以提供保护、连接和传感等功能。
常用的封装方法包括焊接、粘接和翻转芯片封装等。
6. 测试：测试是微机电系统制造中的最后一步，用于验证芯片的性能和可靠性。
常用的测试方法包括电学测试、力学测试和光学测试等。
二、工艺技术微机电系统制造中常用的工艺技术包括：纳米制造技术、表面微结构技术、微流控技术和微传感技术等。
1. 纳米制造技术：纳米制造技术是微机电系统制造中的前沿技术之一。
它利用纳米尺度的工具和材料进行加工和制造，实现微米和纳米级别的结构和器件。
常用的纳米制造技术包括扫描探针显微镜（SPM）、电子束曝光和离子束刻蚀等。
mems制造工艺及技术
MEMS制造工艺及技术的深度解析一、引言微机电系统（Micro-Electro-Mechanical Systems，简称MEMS）是一种将微型机械结构与电子元件集成在同一芯片上的技术。
由于其体积小、功耗低、性能高等特点，MEMS技术已被广泛应用于各种领域，如汽车、医疗、消费电子、通信等。
本文将详细介绍MEMS的制造工艺及技术，以帮助读者更深入地了解这一领域。
二、MEMS制造工艺1. 硅片准备MEMS制造通常开始于一片硅片。
根据所需的设备特性，可以选择不同晶向、电阻率和厚度的硅片。
硅片的质量对最终设备的性能有着至关重要的影响。
2. 沉积沉积是制造MEMS设备的一个关键步骤。
它涉及到在硅片上添加各种材料，如多晶硅、氮化硅、氧化铝等。
这些材料可以用于形成机械结构、电路元件或牺牲层。
沉积方法有多种，包括化学气相沉积（CVD）、物理气相沉积（PVD）和电镀等。
3. 光刻光刻是一种利用光敏材料和模板来转移图案到硅片上的技术。
通过光刻，我们可以在硅片上形成复杂的机械结构和电路图案。
光刻的精度和分辨率对最终设备的性能有着重要影响。
4. 刻蚀刻蚀是一种通过化学或物理方法来去除硅片上未被光刻胶保护的部分的技术。
它可以用来形成机械结构、电路元件或通孔。
刻蚀方法有湿法刻蚀和干法刻蚀两种。
湿法刻蚀使用化学溶液来去除材料，而干法刻蚀则使用等离子体或反应离子刻蚀（RIE）来去除材料。
5. 键合与封装键合是将两个或多个硅片通过化学键连接在一起的过程。
它可以用于制造多层MEMS设备或将MEMS设备与电路芯片集成在一起。
封装是将MEMS设备封装在一个保护壳内以防止环境对其造成损害的过程。
封装材料可以是陶瓷、塑料或金属。
三、MEMS制造技术挑战与发展趋势1. 尺寸效应与可靠性问题随着MEMS设备的尺寸不断减小，尺寸效应和可靠性问题日益突出。
例如，微小的机械结构可能因热膨胀系数不匹配或残余应力而导致失效。
为了解决这些问题，研究人员正在开发新型材料和制造工艺以提高MEMS设备的可靠性。
微机电系统(MEMS)制造工艺史(整理版)
微机电系统（MEMS）制造工艺史微机电系统（MEMS）利用集成电路（IC）制造技术和微加工技术把微结构、微传感器、微执行器等制造在一块或多块芯片上的微型集成系统。
具有微型化、集成化、智能化、成本低、性能高、可以大批量生产等优点。
应用领域极为广泛，目前已成功地应用于汽车、电子和军事等行业。
本文主要探讨MEMS的制造工艺史。
MEMS工艺的特点包括：硅为基本（衬底）材料；准平面加工；便于机电集成；便于批量生产；对设备和环境要求高（依靠设备和工具）。
影响MEMS发展的三个关键因素主要是：产品设计和定位，材料制备以及加工工艺和设备。
MEMS的制作材料分为结构材料和功能材料，在结构材料里，使用得最多的有：①基底材料：硅、砷化镓、其他半导体材料。
②薄膜材料：单晶硅、氮化硅、氧化硅。
③金属材料：金、铝、其他金属。
而功能材料，有：①高分子材料：聚酰亚胺、PMMA。
②敏感材料：压阻、压电、热敏、光敏、其他。
③致动材料：压电、形状记忆合金、磁性材料等。
MEMS的制造工艺是基本半导体工艺的，主要包括以下6个步骤：1.掺杂与退火；2.氧化, 表面薄膜技术；3.光刻；4.金属化：溅射与蒸发；5.腐蚀；6.净化与清洗。
接下来将详细介绍各个工艺流程：1.掺杂：IC掺杂用于改变其物理性质，MEMS掺杂用于改变其化学性质，而掺杂的主要形式包括注入和扩散。
扩散指在一定温度下杂质原子具有一定能量，能够克服阻力进入半导体并在其中做缓慢的迁移运动。
包括液态源扩散和固态源扩散。
而离子注入是杂质原子经高能粒子轰击离子化后经电场加速轰击硅片表面，形成注入层。
退火的作用主要是将掺杂层纵向推进，结构释放后消除残余应力，包括热退火，激光退火以及电子退火。
2. 表面薄膜技术：氧化是硅与氧化剂反应生成二氧化硅的过程。
化学气相淀积则是使用加热、等离子体和紫外线等各种能源，使气态物质经化学反应（热解或化学合成），形成固态物质淀积在衬底上。
相对的蒸发和溅射为物理气相淀积。
mems制作流程
MEMS制作流程1. 概述微机电系统（MEMS）是一种集成了微小机械结构、传感器、执行器和电子电路等功能的微型系统。
MEMS制作流程是将设计好的MEMS器件从初始材料开始，通过一系列工艺步骤逐步加工形成最终的器件。
本文将详细介绍MEMS制作的主要步骤和流程。
2. 设计在开始MEMS制作之前，首先需要进行器件的设计。
设计过程包括确定器件的功能、尺寸、材料选择等。
常见的MEMS器件包括压力传感器、加速度计、陀螺仪等。
3. 基础材料准备在进行MEMS制作之前，需要准备一些基础材料，包括硅片（通常为单晶硅或多晶硅）、玻璃基板、金属薄膜等。
这些材料将用于制作MEMS器件的基底和结构。
4. 硅片清洗由于硅片表面容易被污染，因此在进行后续工艺之前需要对硅片进行清洗处理。
清洗过程通常包括去除有机物和无机盐等污染物。
5. 硅片表面涂覆为了实现特定的功能，需要在硅片表面涂覆一层薄膜。
常见的涂覆方法包括物理气相沉积（PVD）、化学气相沉积（CVD）等。
涂覆的薄膜可以是金属、绝缘体或半导体材料。
6. 光刻光刻是MEMS制作中非常重要的步骤，用于定义器件结构的形状和尺寸。
光刻过程包括以下几个步骤： - 涂覆光刻胶：将光刻胶均匀涂覆在硅片上。
- 预烘烤：将硅片放入烘箱中进行预烘烤，使光刻胶变得更加坚固。
- 掩膜对位：将掩模与硅片对位，并使用紫外线曝光机将掩模上的图案转移到光刻胶上。
- 显影：使用显影剂去除未曝光区域的光刻胶。
- 后烘烤：将硅片放入烘箱中进行后烘烤，使已曝光区域的光刻胶更加坚固。
7. 干法刻蚀干法刻蚀是用于将硅片上的材料去除或改变形状的工艺步骤。
常见的干法刻蚀方法包括反应离子刻蚀（RIE）、高密度等离子体刻蚀（DRIE）等。
通过控制刻蚀时间和条件，可以实现不同形状和尺寸的结构。
8. 软件控制在MEMS制作过程中，软件控制起着重要的作用。
通过软件控制，可以精确地控制各个工艺步骤的参数，如温度、时间、气体流量等。
mems详细制造工艺
mems详细制造工艺英文回答：MEMS Fabrication Process.Microelectromechanical systems (MEMS) are miniaturized devices that combine electrical and mechanical componentson a single chip. They are fabricated using a variety of techniques, including photolithography, etching, deposition, and bonding.Photolithography is used to create patterns in a thin layer of photoresist on the surface of a substrate. The photoresist is exposed to ultraviolet light through a mask, which blocks the light in areas that will be etched away. The exposed photoresist is then developed, leaving behind a pattern of exposed substrate.Etching is used to remove the exposed substrate material. This can be done using a variety of etchants,including wet etchants, dry etchants, and plasma etchants. Wet etchants are typically acids or bases that dissolve the substrate material. Dry etchants are gases that react with the substrate material to form volatile products. Plasma etchants are gases that are ionized and then accelerated towards the substrate, where they react with the substrate material.Deposition is used to add material to the substrate. This can be done using a variety of techniques, including physical vapor deposition (PVD), chemical vapor deposition (CVD), and electrochemical deposition (ECD). PVD involves vaporizing a source material and then depositing it on the substrate. CVD involves reacting a gas with a precursor gas on the substrate surface to form a solid film. ECD involves reducing a metal ion in solution to form a metal film onthe substrate.Bonding is used to join two or more substrates together. This can be done using a variety of techniques, including adhesive bonding, thermal bonding, and anodic bonding. Adhesive bonding involves using an adhesive to join thesubstrates together. Thermal bonding involves heating the substrates to a temperature at which they will bond together. Anodic bonding involves applying a voltage to the substrates, which causes the formation of an oxide layerthat bonds the substrates together.MEMS devices are used in a wide variety of applications, including:Automotive.Biomedical.Consumer electronics.Industrial.Military.中文回答：MEMS 详细制造工艺。
微纳米机电系统的设计与制造技术
微纳米机电系统的设计与制造技术微纳米机电系统（Microelectromechanical Systems，MEMS）是指一种利用微纳米级别工艺制造的微型机电系统。
它由微型电路技术、微机电技术和微纳米制造技术等融合而成，具有体积小、重量轻、易于集成和制造成本低等优点。
MEMS技术已经广泛应用于电子信息、生物医学、能源环保、航空航天等领域，成为新一代的技术革命。
一、微纳米机电系统的设计原则微纳米机电系统的设计原则包括以下几点：1. 功能多样性：微纳米机电系统应该具有多种功能，可应用于不同的场景和需求。
2. 高性能：微纳米机电系统应该具有高性能特点，例如高灵敏度、高稳定性和高精度等。
3. 低功耗：微纳米机电系统应该具有低功耗特点，以延长产品的使用寿命和提高性能。
4. 集成度高：微纳米机电系统应该具有高集成度，可以实现多种功能的集成。
5. 可靠性好：微纳米机电系统应该具有良好的可靠性和稳定性，以保障产品的正常使用。
6. 制造成本低：微纳米机电系统应该具有低制造成本特点，以提高产品的市场竞争力。
二、微纳米机电系统的制造工艺微纳米机电系统的制造工艺包括以下几个方面：1. 制造材料：微纳米机电系统的制造需要用到高纯度的材料，如硅、氧化硅、氮化硅、聚合物等。
2. 制造技术：微纳米机电系统的制造涉及到微纳米加工技术、光刻技术、等离子体刻蚀技术、离子注入技术、化学气相沉积技术等。
3. 制造工艺流程：微纳米机电系统的制造工艺流程包括大面积晶圆清洗、材料生长、图形化处理、刻蚀、离子注入、衬底去除等步骤。
4. 检测和测试：微纳米机电系统的制造需要经过严格的检测和测试，包括结构形状、机械性能、电学性能等方面。
5. 包装和封装：微纳米机电系统的包装和封装需要采用特殊的方法，以确保产品的性能和可靠性。
三、微纳米机电系统的应用领域微纳米机电系统的应用领域非常广泛，包括以下几个方面：1. 生物医学：微纳米机电系统可以用于生物医学领域，如人体细胞和组织的刺激、诊断和治疗，体内药物释放和监测等。
mems芯片制造流程
mems芯片制造流程一、引言MEMS（Micro-Electro-Mechanical Systems）芯片是一种集成了微机电系统技术的微型芯片。
它将微型机械结构、传感器、控制电路等集成在一起，具有体积小、功耗低、可靠性高等优点，在各个领域都有广泛的应用。
本文将介绍MEMS芯片的制造流程。
二、设计MEMS芯片的制造首先需要进行设计。
设计过程包括制定设计规范、确定工作原理、进行结构设计等。
设计师需要根据芯片的功能需求和制造工艺的限制，选择合适的结构和材料，并进行模拟和验证。
三、掩膜制备掩膜制备是MEMS芯片制造的关键步骤之一。
掩膜是用于制造芯片结构的模板，通过光刻技术制作。
首先，将掩膜图案绘制在光刻胶上，然后使用紫外光照射，使胶层固化。
接着，使用化学溶剂去除未固化的胶层，得到掩膜模板。
四、芯片制备芯片制备是MEMS芯片制造的核心步骤。
制备过程包括材料选择、薄膜沉积、掩膜对准、刻蚀、薄膜剥离等。
首先，选择合适的材料，如硅、玻璃等。
然后，在基片上沉积薄膜，可以使用化学气相沉积、物理气相沉积等技术。
接着，将掩膜对准基片，使用刻蚀技术将多余的材料去除。
最后，通过薄膜剥离等步骤，得到最终的芯片结构。
五、封装封装是将MEMS芯片保护起来，使其能够在实际应用中正常工作的步骤。
封装过程包括背面处理、封装材料选择、封装技术等。
首先，对芯片的背面进行处理，如去除基片、平整表面等。
然后，选择合适的封装材料，如有机胶、玻璃等。
接着，使用封装技术将芯片与封装材料结合在一起。
最后，进行封装材料的固化和修整，得到最终的封装芯片。
六、测试与调试测试与调试是MEMS芯片制造的最后一个步骤。
通过对芯片进行电性能测试、结构性能测试等，验证芯片的功能和性能是否符合设计要求。
如果发现问题，需要进行调试和修复。
只有通过测试与调试，才能保证芯片的质量和可靠性。
七、总结MEMS芯片的制造流程包括设计、掩膜制备、芯片制备、封装和测试与调试等步骤。
微机电系统(mems)工艺基础与应用
微机电系统(mems)工艺基础与应用
微机电系统（MEMS）是指将微型机械元件、微电子元件、微光学元件、微流体元件及其它微加工技术相集成而成的系统。
它既是微电子技术、光学技术、力学技术、材料科学技术的综合，又是精密制造技术、微加工技术与传感器技术的相结合。
本文将对MEMS的工艺基础及其应用进行探讨。
一、MEMS的工艺基础 1.硅微加工技术 MEMS的制造材料主要是硅微电子材料及其它材料，硅微加工技术是MEMS 的核心技术。
硅微加工技术的主要工艺流程包括光刻、蚀刻、金属沉积、制膜、扩散、离子注入等。
2.压力传感器的制造工艺 MEMS的压力传感器主要采用压阻效应制作。
它的基本原理是利用极细硅悬臂梁作为传感器，在外界压力下悬臂梁弯曲，悬臂梁两端的电阻发生变化，进而反映出压力。
二、MEMS的应用 1.生物医学及生物传感技术应用MEMS技术制造的微型传感器，可以在细胞水平上检测微小的信号变化，诊断疾病、研究生物学行为。
2.汽车及工业应用汽车领域是MEMS技术的主要应用领域之一。
MEMS技术应用于汽车系统中，可以制造出精密的安全气囊、一个小孔的喷油嘴、传感器等元件。
3.消费市场在消费市场上，MEMS技术的应用范围同样广泛。
借助MEMS技术，可以生产出更小、更趋近于无形的产品，如MEMS振动器、MEMS加速计、MEMS麦克风。
总之，MEMS技术的应用范围和前景十分广阔，它在不断地为各个领域带来更多革命性的变革和新的想象空间。
同时，要想在MEMS领域取得更为显著的进展，需要更多的前沿科技、人才、资金等方面的支持和加速发展。
mems典型工艺流程
mems典型工艺流程MEMS（微机电系统）是一种的技术，将微机电技术与集成电路技术相结合，制造出微小尺寸的机械系统和传感器。
在MEMS的制造过程中，需要经过一系列的工艺流程。
下面将介绍一般MEMS的典型工艺流程。
首先，MEMS的工艺流程通常从硅片的制备开始。
通常采用的是单晶硅片，其表面经过化学洗涤和高温氧化处理，以去除杂质和形成氧化硅层作为基底。
接下来是光刻工艺。
这一步骤通过将光刻胶涂覆在硅片上，然后使用特定的光掩膜进行照射，从而在光刻胶上形成需要的图案。
通过光刻工艺，可以制造出细小的结构和器件形状。
然后是刻蚀工艺。
刻蚀工艺使用化学或物理方法，将不需要的硅片或氧化层材料进行去除。
根据需要，可以采用湿法刻蚀或干法刻蚀。
刻蚀后，可以得到所需的MEMS结构和通道。
接下来是薄膜沉积工艺。
薄膜沉积工艺是将需要的材料沉积到硅片表面，以形成薄膜层。
这种工艺可以用于制造电极、传感器和阻尼材料等。
根据需要，可以采用热氧化、电镀或化学气相沉积等方法进行薄膜沉积。
然后是光刻和刻蚀重复多次的步骤。
这是因为MEMS设备通常需要复杂的结构，需要多次重复进行光刻和刻蚀，以形成所需的形状和结构。
这一步骤可能需要多次光刻胶涂覆、暴露和刻蚀，以实现所需的器件形状和功能。
最后是封装工艺。
封装工艺将制造好的MEMS器件封装到适当的壳体中，保护器件免受外界环境的干扰。
封装工艺可根据具体情况选择不同的方法，例如焊接、粘接或压接等。
总的来说，MEMS的典型工艺流程包括硅片制备、光刻、刻蚀、薄膜沉积、光刻和刻蚀重复多次以及封装。
通过这些工艺步骤，可以制造出各种微小尺寸的MEMS结构和传感器。
MEMS的制造工艺流程非常复杂，需要对微纳米材料和工艺参数进行精确控制和处理。
这些MEMS器件在航天、汽车、医疗和消费电子等领域具有广泛的应用前景。
(完整版)MEMS的主要工艺类型与流程
MEMS的主要工艺类型与流程（LIGA技术简介）目录〇、引言一、什么是MEMS技术1、MEMS的定义2、MEMS研究的历史3、MEMS技术的研究现状二、MEMS技术的主要工艺与流程1、体加工工艺2、硅表面微机械加工技术3、结合技术4、逐次加工三、LIGA技术、准LIGA技术、SLIGA技术1、LIGA技术是微细加工的一种新方法，它的典型工艺流程如上图所示。
2、与传统微细加工方法比，用LIGA技术进行超微细加工有如下特点：3、LIGA技术的应用与发展4、准LIGA技术5、多层光刻胶工艺在准LIGA工艺中的应用6、SLIGA技术四、MEMS技术的最新应用介绍五、参考文献六、课程心得〇、引言《微机电原理及制造工艺I》是一门自学课程，我们在王跃宗老师的指导下，以李德胜老师的书为主要参考，结合互联网和图书馆的资料，实践了自主学习一门课的过程。
本文是对一学期来所学内容的总结和报告。
由于我在课程中主讲LIGA技术一节，所以在报告中该部分内容将单列一章，以作详述。
一、什么是MEMS技术1、MEMS的概念MEMS即Micro-Electro-Mechanical System，它是以微电子、微机械及材料科学为基础，研究、设计、制造、具有特定功能的微型装置，包括微结构器件、微传感器、微执行器和微系统等。
一般认为，微电子机械系统通常指的是特征尺度大于1μm小于1nm，结合了电子和机械部件并用IC集成工艺加工的装置。
微机电系统是多种学科交叉融合具有战略意义的前沿高技术，是未来的主导产业之一。
MEMS技术自八十年代末开始受到世界各国的广泛重视，主要技术途径有三种，一是以美国为代表的以集成电路加工技术为基础的硅基微加工技术；二是以德国为代表发展起来的利用X射线深度光刻、微电铸、微铸塑的LIGA( Lithograph galvanfomung und abformug)技术，；三是以日本为代表发展的精密加工技术，如微细电火花EDM、超声波加工。
mems主要工艺
mems主要工艺MEMS（微机电系统）主要工艺是一种将微型机械结构与电子元件集成在一起的技术。
它通过制造微米级的机械结构和集成电路，实现了传感器、执行器和微型系统的功能。
MEMS主要工艺包括以下几个方面。
首先是材料选择和加工。
MEMS主要使用的材料有硅、玻璃、陶瓷、金属等。
这些材料具有良好的机械性能和化学稳定性，适合微型加工。
MEMS的加工技术主要包括光刻、薄膜沉积、湿法腐蚀、离子注入等。
这些技术能够实现微米级的结构制造。
其次是微加工技术。
MEMS的制造过程主要是通过微加工技术来实现的。
微加工技术包括光刻、薄膜沉积、湿法腐蚀、离子注入等。
光刻是将光敏材料暴露在紫外线下，通过光影效应形成图案，然后进行腐蚀或沉积等处理。
薄膜沉积是将薄膜材料沉积在基底上，形成所需的结构。
湿法腐蚀是通过溶液对材料进行腐蚀，形成微结构。
离子注入是将离子注入材料中，改变材料的性能。
其次是封装技术。
MEMS器件制造完成后，需要进行封装，以保护器件并提供连接接口。
封装技术主要包括封装材料的选择和封装工艺的设计。
常用的封装材料有环氧树脂、硅胶等。
封装工艺包括封装结构设计、封装材料的选择、封装工艺的优化等。
最后是测试和可靠性验证。
制造完成的MEMS器件需要进行测试和可靠性验证，以确保其正常工作和长期稳定性。
测试主要包括功能测试、性能测试和可靠性测试。
功能测试是检测器件是否能够实现设计的功能。
性能测试是评估器件的性能指标。
可靠性测试是评估器件在长期使用过程中的稳定性和可靠性。
MEMS主要工艺包括材料选择和加工、微加工技术、封装技术以及测试和可靠性验证。
这些工艺的应用使得MEMS能够实现微型化、集成化和高性能化的特点，广泛应用于传感器、执行器和微型系统等领域。
通过不断改进工艺技术，可以进一步提高MEMS器件的性能和可靠性，推动MEMS技术的发展。
MEMS加工技术及其工艺设备(最新整理)
寸分辩力的聚合物抗蚀剂图形转印的一种灵活的曝光设备，远远地超过了目前 光学系统的分辨力范围。最先进的系统如Ｌｅｉｃａ光刻公司的１００ ｋｅＶ ＶＢ６ＨＲ矢量扫描电子束曝光机，提供了小至几纳米的高斯束探针。激光控 制的工作台允许基本图形拼接形成整体图形。这些系统提供了独特的灵活手段， 适用于没有最终分辩损失的纳米技术要求的ＭＥＭＳ器件加工。
域应用较成功的光学光刻设备有奥地利的ＥＶＧ公司的ＥＶ６００系列双面对
准键合机，德国Ｋａｒｌ
Ｓｕｓｓ公司的ＭＡ－６双面光刻机以及荷兰
ＡＳＭＬ公司的Ｍｉｃｒａｌｉｇｎ ７００系列和ＳＡ５２００系列扫描投影
4
和分步投影光刻机。 ２ 三维表面光刻的抗蚀剂喷涂技 ＭＥＭＳ器件的加工要求不同于传统涂胶工艺的先进技术，由于ＭＥＭＳ
ＭＥＭＳ加工技术是在硅平面技术的基础上发展起来的，虽然历史不长， 但发展很快，已成为当今最重要的新技术之一。从目前应用来看，其加工技术 主要可分为硅基微机械加工技术和非硅基微机械加工技术。
１．１ 硅基微机械加工技术 目前正在使用的硅基微机械加工技术有三种：体硅体微机械加工、表面微 机械加பைடு நூலகம் 、复合微机械加工。 １．１．１体硅微机械加工 这种加工是将整块材料，如单晶硅基片加工成微机械结构的工艺，与微电 子生产中的亚微米光刻工艺比较，其工艺尺度相对较大而粗糙，线宽一般在几 微米到几百微米之间。根据蚀刻方法的途径的差异，体硅微机械加工又分为 ａ．硅各向异性化学湿法腐蚀技术，ｂ．熔解硅片技术， ｃ．反应离子深刻蚀 技术。 １．１．２表面微机械加工技术 这种技术是利用集成电路的平面加工技术加工微机械装置，被加工的微机 械装置一般包括一层用作电连接的多晶硅层和一层或多层的机械加工多晶层， 由它们形成各种机械部件，如悬臂梁、弹簧、联动杆等。由于整个工艺都基于 集成电路制造技术，因此可以在单个直径为几十毫米的单晶硅基片上批量生成 数百个微机械装置。 这种技术的最大优点是在与ＩＣ工艺完全兼容，但是，它制造的机械结构 基本上都是二维的，若利用多层加工，也可制造结构复杂，功能强大的 ＭＥＭＳ系统，但是微型元件的布局平面化和残余应力等问题必须在设计中予 以考虑。 （１）电子束光刻 在扫描电子显微镜基础上发展而来的电子束光刻系统，提供了小至纳米尺
mems制作流程
MEMS制作流程简介微机电系统（MEMS）是一种融合了机械、电子和计算机技术的微型集成系统。
它通过微纳加工技术制造微小的机械和电子元件，并将其集成在一个芯片上。
MEMS在传感器、执行器、光学部件等领域有着广泛应用。
本文将详细介绍MEMS的制作流程。
MEMS制作流程概述MEMS的制作流程可分为以下几个主要步骤：1.基片选择和清洗2.光刻图案定义3.定义图案的刻蚀或沉积4.释放和封装5.测试和验证接下来，我们将对每个步骤进行详细讨论。
基片选择和清洗在MEMS制作过程中，首先需要选择合适的基片材料。
常用的基片材料包括硅和玻璃。
选择基片材料时，需要考虑不同应用的要求，例如机械性能、热传导性能等。
选好基片后，需要对其进行清洗，以去除表面的污染物和杂质。
清洗过程通常包括机械清洗、化学清洗和离子清洗等步骤。
清洗后的基片表面应达到一定的光滑度和洁净度，以保证后续工艺的顺利进行。
光刻图案定义光刻是MEMS制作过程中非常关键的步骤，用于定义芯片上的微小结构。
光刻过程通常包括以下几个步骤：1.涂覆光刻胶：将光刻胶均匀涂覆在基片上，形成一层薄膜。
2.预烘烤：将涂覆的光刻胶进行烘烤，使其变得坚硬并去除其中的溶剂。
3.曝光：使用光刻机将光刻胶上的图案投影到基片上。
曝光时，光刻胶中的光敏剂发生化学反应，使得光刻胶在暴露区域变化。
4.显影：使用显影液去除暴露区域的光刻胶，形成所需的图案。
5.后烘烤：将显影后的基片进行烘烤，使光刻胶完全固化。
通过光刻的步骤，可以在基片表面形成所需的微小结构。
定义图案的刻蚀或沉积在进行光刻后，需要进一步定义芯片上的微小结构，通常是通过刻蚀或沉积的方式实现。
刻蚀和沉积是常用的工艺步骤，用于加工基片材料。
刻蚀刻蚀是将不需要的材料从基片表面去除的过程。
刻蚀过程通常使用等离子体刻蚀技术，通过等离子体和离子束对基片表面进行物理或化学刻蚀。
刻蚀方法包括湿法刻蚀和干法刻蚀等。
沉积沉积是将需要的材料堆积到基片表面的过程。
先进制造技术——微机电系统
微推进器
美国喷气推进实验室(JPL)展示的采用MEMS技术的电阻电热 式微推进器样机(固体升华方式)。微推进器由推进剂出贮箱、 微阀、微过滤器、微型喷口等组成，微型喷口利用MEMS技术 中 的 体 硅 工 艺 制 作 。 其 性 能 目 标 为 ： 比 冲 50 ～ 75s ， 推 力 0.5mN，功率 <2W/mN，质量为几克，大小为1cm2。
无线通信则要求增强功能（如联网等）和减小 功耗。包括美国朗讯公司在内的一些公司和大 学正在研究全光通信网用的微系统及无线通信 用射频微系统
1、微传感器：
机械类：力学、力矩、加速度、速度、 角速度(陀螺)、位置、流量传感器
磁学类：磁通计、磁场计 热学类：温度计 化学类：气体成分、湿度、PH值和离
MEMS技 术及其产 品的增长 速度非常 之高，并 且目前正 处在加速 发展时期
七、微机电系统的设计技术
MEMS用批量化的微电子技术制造出尺寸 与集成电路大小相当的非电子系统，实现 电子系统和非电子系统的一体化集成
从根本上解决信息系统的微型化问题 实现许多以前无法实现的功能
今天的MEMS与40年前的集成电路类似， MEMS对未来的社会发展将会产生什么影 响目前还难以预料，但它是21世纪初一个 新的产业增长点，则是无可质疑的
数字镜面显示（DMD） 可转动的硅微镜
微镜的驱动方式 （a）微马达驱动
Torsion Hinges Mirror
2nd DOF
Support Structure
Substrate Hinges
1st DOF
Force-redirecting Linkage
（b）静电驱动
改变反射方向
+++ + +++ + - -+ +
微机电系统制造中的工艺技术研究
微机电系统制造中的工艺技术研究微机电系统（MEMS）是由微型机械部件和微电子元件组成的系统，其中微型机械部件通常是通过微电子加工技术制造而成。
因此，在制造MEMS时，微电子加工技术和微型机械加工技术是必不可少的。
本文将探讨MEMS制造中的工艺技术研究及其对MEMS制造的影响。
一、微电子加工技术微电子加工技术是MEMS制造过程中最重要的技术之一。
MEMS制造需要使用微电子加工工艺制造出微型机械部件所需的晶片。
微电子加工技术主要包括光刻、薄膜沉积、离子注入、腐蚀加工等。
这些技术都有着严格的加工参数和工艺流程要求。
其中，光刻技术是最基本的工艺技术之一。
它通过使用紫外线、光刻胶等工具，在晶片上形成所需的结构图案。
然后，通过薄膜沉积、离子注入和腐蚀加工等技术来制造出微型机械部件。
微电子加工技术还需要不断地改进和发展，以适应MEMS制造的不断发展和变化。
二、微型机械加工技术微型机械加工技术也是MEMS制造中不可或缺的技术之一。
它主要针对的是微型机械部件的制造和加工。
微型机械加工技术可以按照加工模式的不同，分为激光微加工、等离子体加工、电子束加工、刻蚀加工等。
在这些技术中，激光微加工是一种非常有效的技术。
它可以制造出高精度的微型结构，生成速度快，操作简单。
当然，这些技术也需要不断改进，以满足MEMS制造的要求。
三、其他工艺技术除了微电子加工技术和微型机械加工技术之外，MEMS制造还需要其他工艺技术的支持。
例如，微型结构的封装需要使用封装技术。
封装技术是将整个设备封装在一个小型的壳体中，以保护设备免受环境的干扰。
在MEMS制造中，封装技术也非常重要，因为封装可以保证微型机械部件的稳定性和长期性能。
同时，MEMS 还需要多层互连技术，以便在不同的设备之间实现信号的传输。
总之，MEMS制造中的工艺技术研究是一个不断发展和成熟的过程。
微电子加工技术和微型机械加工技术是其中最重要的部分，它们需要不断地改进和完善，才能适应不断变化的MEMS制造要求。
MEMS器件的制作方法及MEMS器件与流程
MEMS器件的制作方法及MEMS器件与流程什么是MEMS器件MEMS（Micro-Electro-Mechanical Systems）中文译作“微电子机械系统”，它是一种极小型、低功耗、高度集成的微机电器件，采用微电子加工工艺制作而成。
MEMS器件不仅具有微小体积和低功耗的特点，还具有高度的可靠性、可生产性和成本优势，广泛应用于惯性传感器、气体传感器、生物传感器、微泵、微阀、无线射频器等领域。
MEMS器件制作方法MEMS器件制作一般分为五个阶段：晶圆制备、表面处理、光刻、腐蚀和封装。
下面将对每个阶段进行详细阐述。
晶圆制备MEMS器件的制作通常采用硅晶圆为基板，晶圆制备是整个制作过程的第一步。
晶圆制备包括以下步骤：1.刺激掺杂（Doping）：添加不同种类的杂原子到硅单晶中，控制晶体内部的电学性质，形成P型或N型材料。
2.清洗：将晶圆放入超纯水中清洗去除表面的污垢和残留物。
3.割晶：将大块硅单晶切割成薄片，保证晶格方向一致。
4.粗磨和细磨：对硅晶圆进行处理，使其表面平整。
5.氧化：在硅晶圆表面形成一层二氧化硅氧化膜，保护晶圆表面免受污染或损伤。
表面处理表面处理是指对硅晶圆表面进行化学或物理处理，以准备结构的定义。
常见的表面处理方式有以下几种：1.清洗：利用超纯水和有机溶液等清除表面的杂质，保持晶圆表面洁净。
2.烘烤：用于去除化学处理后的残垢和溶剂，一般在烘炉或烘箱中进行。
3.清除二氧化硅膜：通过化学腐蚀或刻蚀的方式去除晶圆上的二氧化硅膜。
光刻光刻是MEMS器件制作工艺中比较关键的一个步骤。
在这个步骤中，芯片表面被覆盖了一层称为光刻胶的物质。
光刻胶的化学性质使得其对紫外线具有不同的反应，晶圆上光学显微镜上方的掩膜被置于紫外线光源下方，向光刻胶中投射图形化学图案。
投射光的图形化学图案将使得光刻胶局部性质发生变化，然后进一步处理。
1.选择合适的掩膜2.涂覆光刻胶并旋转均匀3.热压辊使得光刻胶均匀压贴到硅晶上4.紫外线曝光5.开发6.检验腐蚀MEMS制造中的腐蚀是利用腐蚀性的化学液体来沿着在晶圆上部署的光刻图形剥去目标材料的步骤。
mems 加工工艺
mems 加工工艺
MEMS（微机电系统）加工工艺是一种高精度、高效率的制造技术，用于生产微型机械和电子设备。
这种技术结合了微电子和微机械加工技术，使得在微米级别上制造复杂的三维结构和器件成为可能。
MEMS加工工艺主要包括表面微机械加工、体微机械加工和特殊微机械加工等几种类型。
表面微机械加工是一种“添加”工艺，通过在单晶片表层的一边沉析出若干由不同材料构成的薄层，然后有选择地蚀刻这些薄层，形成“隆起”结构，最终转变为附着在晶片衬底之上的、可动的微机械结构。
体微机械加工则是一种“去除”加工过程，通过从晶体基底去除某种物质，形成诸如空洞、凹槽、薄膜和一些复杂三维结构。
在MEMS加工工艺中，光刻、薄膜沉积、掺杂、刻蚀、化学机械抛光等微电子工艺技术也被广泛应用。
光刻技术用于在硅片上制作精细的图形，薄膜沉积技术则用于在硅片上沉积各种材料的薄膜，掺杂技术用于改变硅片的电学性质，刻蚀技术用于将硅片上不需要的部分去除，而化学机械抛光技术则用于使硅片表面更加光滑。
此外，MEMS加工工艺还涉及许多特殊的微加工方法，如键合、LIGA、电镀、软光刻、微模铸、微立体光刻与微电火花加工等。
这些方法各具特色，可根据具体需求选择合适的工艺组合。
总的来说，MEMS加工工艺是一种高度复杂且精密的制造技术，它结合了微电子和微机械加工技术的优势，为微型机械和电子设备的制造提供了强大的支持。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
微机电系统（MEMS）制造工艺史
微机电系统（MEMS）利用集成电路（IC）制造技术和微加工技术把微结构、微传感器、微执行器等制造在一块或多块芯片上的微型集成系统。
具有微型化、集成化、智能化、成本低、性能高、可以大批量生产等优点。
应用领域极为广泛，目前已成功地应用于汽车、电子和军事等行业。
本文主要探讨MEMS的制造工艺史。
MEMS工艺的特点包括：硅为基本（衬底）材料；准平面加工；便于机电集成；便于批量生产；对设备和环境要求高（依靠设备和工具）。
影响MEMS发展的三个关键因素主要是：产品设计和定位，材料制备以及加工工艺和设备。
MEMS的制作材料分为结构材料和功能材料，在结构材料里，使用得最多的有：①基底材料：硅、砷化镓、其他半导体材料。
②薄膜材料：单晶硅、氮化硅、氧化硅。
③金属材料：金、铝、其他金属。
而功能材料，有：①高分子材料：聚酰亚胺、PMMA。
②敏感材料：压阻、压电、热敏、光敏、其他。
③致动材料：压电、形状记忆合金、磁性材料等。
MEMS的制造工艺是基本半导体工艺的，主要包括以下6个步骤：
1.掺杂与退火；
2.氧化, 表面薄膜技术；
3.光刻；
4.金属化：溅射与蒸发；
5.腐蚀；
6.净化与清洗。
接下来将详细介绍各个工艺流程：
1.掺杂：IC掺杂用于改变其物理性质，MEMS掺杂用于改变其化学性质，而掺杂的主要形式包括注入和扩散。
扩散指在一定温度下杂质原子具有一定能量，
能够克服阻力进入半导体并在其中做缓慢的迁移运动。
包括液态源扩散和固态源扩散。
而离子注入是杂质原子经高能粒子轰击离子化后经电场加速轰击硅片表面，形成注入层。
退火的作用主要是将掺杂层纵向推进，结构释放后消除残余应力，包括热退火，激光退火以及电子退火。
2. 表面薄膜技术：氧化是硅与氧化剂反应生成二氧化硅的过程。
化学气相淀积则是使用加热、等离子体和紫外线等各种能源，使气态物质经化学反应（热解或化学合成），形成固态物质淀积在衬底上。
相对的蒸发和溅射为物理气相淀积。
3. 光刻：是用辐照方式形成图形的方法。
是唯一不可缺少的工艺步骤，是一个复杂的工艺流程。
工艺过程：备片⇒清洗⇒烘干⇒甩胶⇒前烘⇒对准⇒曝光⇒显影⇒坚膜⇒腐蚀工艺等⇒去胶。
光刻三要素包括：光刻胶、掩膜版和光刻机。
4.金属化：蒸发和溅射是制备金属结构层和电极的主要方法。
是物理气相淀积的方法。
蒸发工艺利用经过高压加速并聚焦的电子束，在真空中直接打到源表面，将源蒸发并淀积到衬底表面形成薄膜。
溅射主要是惰性气体（Ar）在真空室中高电场作用下电离，产生的正离子被强电场加速形成高能离子流轰击溅射靶，靶（源）原子和分子离开固体表面，以高速溅射到阳极（硅片）上淀积形成薄膜。
5.腐蚀：选用适当的腐蚀剂，将掩膜层或衬底刻穿或减薄，以获得完整、清晰、准确的光刻图形或结构的技术。
分为：干法等离子体腐蚀和湿法腐蚀湿法化学刻蚀在半导体工艺中有着广泛应用：磨片、抛光、清洗、腐蚀。
优点是选择性好、重复性好、生产效率高、设备简单、成本低，但缺点是钻蚀严重、对图形的控制性较差。
6.清洗：除去器件制造过程中偶然引入的“表面玷污”杂质（来自加工过程或清洗），如颗粒、杂质膜、物理吸附或化学吸附等。
清洗是一个必需的复杂的工艺过程。
当单独硅片上的工艺完成后，还有一些为最终实现具备设计功能的器件所做的后续工艺。
主要是：键合、装配和封装。
封装步骤一般是：释放⇒划片⇒分离⇒分选⇒粘片⇒检验⇒键合引
线⇒检验⇒多芯片装配⇒检验⇒封装⇒终测。
它的作用在于形成最终结构，实现最终功能；对器件进行保护，防止冲击和腐蚀；便于安装和器件散热等。
经过以上的总结和概括，我大体了解了MEMS工艺的全套制造工艺史，受益匪浅。
参考文献：《微系统设计与制造》，王喆垚，清华大学出版社，2008
《微型机械导论》，中国科学技术大学出版社，王琪民编著，2003年
《微机电系统设计与制造》，刘晓明，朱钟淦，国防工业出版社，2006。