(完整版)MEMS的主要工艺类型与流程

合集下载

mems芯片制造流程

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。

MEMS器件、器件和MEMS热传感器的制造方法与流程

MEMS器件、器件和MEMS热传感器的制造方法与流程

MEMS器件、器件和MEMS热传感器的制造方法与流程1. 引言微电机系统(Micro-Electro-Mechanical Systems,简称MEMS)技术是将微电子技术、微机械技术、传感器技术和材料科学技术相结合的领域。

MEMS器件在许多领域都得到了广泛应用,如医疗、汽车、航空航天等。

本文将详细介绍MEMS器件、器件和MEMS热传感器的制造方法与流程。

2. MEMS器件制造方法与流程MEMS器件的制造主要包括以下几个关键步骤:2.1 设计与模拟在制造MEMS器件之前,需要进行器件的设计与模拟。

设计过程通常通过CAD软件进行,并使用有限元分析方法对器件进行模拟。

这一步骤至关重要,它能够预测器件的性能、优化结构,并为后续制造提供指导。

2.2 芯片的制备MEMS器件的制备通常是在硅片上进行。

首先,选择合适的硅片作为基底,并进行表面处理,如清洗、去除氧化物等。

然后,使用光刻技术将设计好的器件图案转移到硅片上,并进行掩膜的制备。

2.3 制造器件结构制造MEMS器件的关键步骤之一是制造器件的结构。

常用的制造方法包括: - DRIE(深反应离子刻蚀):利用离子刻蚀技术,将图案刻蚀到硅片中,形成器件的结构。

- LPCVD(低压化学气相沉积):在器件表面沉积薄膜,用于形成垫层、电极等。

- PECVD(等离子体增强化学气相沉积):沉积硅氧化物等绝缘层,并提供保护和隔离作用。

2.4 器件的封装与封膜在完成器件结构制造后,需要进行封装和封膜。

这一步骤的目的是保护器件,并将其与外部电路连接起来。

常见的封装方法有: - BGA(球栅阵列)封装:将器件焊接在BGA球上,形成与外部电路的连接。

- COB(芯片接线粘贴)封装:使用导电胶粘贴器件,然后将其焊接到PCB上。

2.5 测试与质量控制制造完成的MEMS器件需要进行测试和质量控制。

测试过程包括器件的功能测试、性能测试和可靠性测试等。

通过严格的质量控制,可以确保器件的稳定性和可靠性。

mems加速度传感芯片工艺流程设计

mems加速度传感芯片工艺流程设计

一、概述MEMS(Micro-Electro-Mechanical Systems)加速度传感器是一种能够测量物体加速度的微型传感器。

它常用于汽车、智能手机、平板电脑等电子产品中,以实现运动检测、摇晃检测、倾斜检测等功能。

传感器的性能受制于其工艺流程的设计,因此工艺流程的设计对传感器的性能起着至关重要的作用。

二、MEMS加速度传感芯片的工艺流程1. 设计工艺流程在进行MEMS加速度传感芯片的工艺流程设计时,首先需要进行传感器的结构设计。

传感器的结构设计包括传感元件的结构设计和传感元件布局的设计。

确定传感元件的结构形式,通常采用质量悬挂式的结构。

然后确定传感元件的布局,实现传感元件与芯片的最佳结合。

在结构设计的基础上,进行芯片整体布局设计,包括传感元件的位置布局、接口位置等。

2. 制备工艺流程传感器的制备工艺流程主要包括晶圆制备、光刻、腐蚀、镀膜、退火、刻蚀等多个步骤。

在晶圆制备阶段,需要采用高纯度的硅晶圆,并进行雷剪切、沉积氧化层等处理。

在光刻阶段,需要使用掩膜进行光刻图形转移。

在腐蚀阶段,需要进行干法或湿法的腐蚀工艺。

在镀膜阶段,根据传感器的性能要求进行金属或者氧化层的镀膜。

在退火阶段,需要进行恒温加热处理,以使得薄膜材料的应力得到释放。

在刻蚀阶段,需要进行干法或者湿法的刻蚀工艺。

3. 封装工艺流程传感器的封装工艺流程包括晶圆切割、引线焊接、封装固化等步骤。

在晶圆切割阶段,需要将晶圆切割成多个芯片,并进行抛光处理。

在引线焊接阶段,需要将引线焊接到芯片上,并连接到封装的外部引线。

在封装固化阶段,需要进行封装材料的灌封和固化处理。

三、MEMS加速度传感芯片的工艺流程设计原则1. 在工艺流程设计中,应充分考虑传感器的性能需求,尤其是灵敏度、线性度和可靠性等指标。

2. 在制备工艺流程中,应在实验和仿真的基础上,选择适合的晶圆制备、光刻、腐蚀、镀膜、退火、刻蚀等工艺参数,以保证传感器的性能。

3. 在封装工艺流程中,应选择合适的封装材料和封装方式,以满足传感器的使用需求。

MEMS工艺(3半导体工艺)

MEMS工艺(3半导体工艺)
联线的目的。
掺杂的主要形式:注入和扩散
退火:也叫热处理,集成电路工艺中所有的在氮气等不
活泼气氛中进行的热处理过程都可以称为退火。
目的:激活杂质
消除损伤 结构释放后消除残余应力
退火方式:
炉退火 快速退火
1.扩散工艺
•定义: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。 •形式:替代式扩散和间隙式扩散
• 2.漏电电流大:表面沾污引起的表面漏电;氧化层的 缺陷破坏了氧化层在杂质扩散时的掩蔽作用和氧化层在 电路中的绝缘作用而导电;硅片的缺陷引起杂质扩散时 产生管道击穿。
• 3.薄层电阻偏差
• 4.器件特性异常:击穿电压异常;hFE异常;稳压二
极管稳压值异常。

工艺控制
• 污染控制:颗粒、有机物、薄膜、金属离子 • 污染来源:操作者,清洗过程,高温处理,工具 •• 参量控制:温度,时间,气体流量(影响最大?) • 1.温度控制:源温、硅片温度、升温降温、测温 •2.时间: 进舟出舟自动化, 试片 • 3.气体流量:流量稳定,可重复性,假片
离子注入
• 特点:横向效应小,但结深浅;杂质量可控;晶格缺陷多 • 基本原理: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 • 装置:离子源、聚焦、分析器、加速管、扫描、偏转、靶室、真空系统
离子注入系统的原理示意图
离子注入的步骤
注入的离子在基底中的分布
• 根据Ruska(1987),注入离子的浓度N(X)可遵循下面方程式
分类
• 普通热退火 • 硼的退火特性 • 磷的退火特性 • 扩散效应 • 快速退火
•方式:
•热退火:管式炉,保护气氛,900C, 20~30min,用于再扩散

MEMS器件原理与制造工艺

MEMS器件原理与制造工艺

MEMS器件原理与制造工艺MEMS(Micro-Electro-Mechanical System)是微电子机械系统的缩写,指的是一类结合了微纳米技术、电子技术和机械技术的微型器件。

MEMS器件包括传感器、执行器以及微型系统等。

本文将介绍MEMS器件的基本原理和制造工艺。

一、MEMS器件的原理MEMS器件的原理基于微纳米加工技术,通过集成微型传感器、执行器和电子元件,实现对微小物理量、力、压力、加速度等的感知、测量和控制。

MEMS器件具有体积小、功耗低、响应速度快等特点,广泛应用于传感器、机械器件和微型系统等领域。

下面将以压力传感器为例,介绍MEMS器件的工作原理。

压力传感器是一种常见的MEMS器件,用于测量流体或气体的压力。

它由微机械薄膜、电桥电路和信号处理电路组成。

当被测介质施加压力时,微机械薄膜会发生微小的形变,形变量与压力成正比。

通过电桥电路测量薄膜的形变,进而获得被测介质的压力信号。

信号处理电路对测得的信号进行放大、滤波和数字化处理,得到最终的压力数值。

二、MEMS器件的制造工艺MEMS器件的制造工艺主要包括悬浮结构制备、薄膜沉积、刻蚀工艺以及封装等环节。

下面将依次介绍这些工艺的基本流程和具体步骤。

1. 悬浮结构制备悬浮结构是MEMS器件的核心部分,它由薄膜材料构成,常用的材料有硅、氮化硅和聚合物等。

悬浮结构的制备通常采用微纳米加工技术,包括光刻、薄膜沉积和刻蚀等步骤。

首先,通过光刻技术在硅片上制作出所需的器件形状和结构图案。

然后,使用薄膜沉积技术在硅片表面沉积薄膜材料。

最后,利用刻蚀技术去除多余的薄膜材料,形成悬浮结构。

2. 薄膜沉积薄膜沉积是MEMS器件制造中的关键步骤,它用于制备悬浮结构和电子元件等。

常用的薄膜沉积技术有物理气相沉积(PVD)、化学气相沉积(CVD)和溅射沉积等。

这些技术能够在硅片表面沉积金属、氧化物和聚合物等不同种类的薄膜材料,以满足不同器件的要求。

3. 刻蚀工艺刻蚀是MEMS器件制造中的重要步骤,用于去除多余的薄膜材料,形成所需的结构和孔洞。

MEMS工艺(表面硅加工技术)

MEMS工艺(表面硅加工技术)

D、横向腐蚀形成空腔
腐蚀掉SiO2形成空腔,即得到多晶硅桥式可活动 的硅梁
五、影响牺牲层腐蚀 的因素
牺牲层厚度 腐蚀孔阵列
多晶
LT
塌陷和粘连及防止方法
酒精、液态 置换水; 酒精、液态CO2置换水; 依靠支撑结构防止塌陷。 依靠支撑结构防止塌陷。
六、表面微加工特点及关键 技术
表面微加工过程特点:
ASSEMBLY INTO PACKAGE
PACKAGE SEAL
FINAL TEST
采用特殊的检测和划 片工艺保护释放出来的机 械结构封装时暴 Nhomakorabea部分零件
机、电系统 全面测试
三、表面微加工原理 表面微加工技术主要靠在基底上逐 层添加材料而构造微结构 表面微加工器件是由三种典型的部 件组成:⑴牺牲层;⑵微结构层; ⑶绝缘层部分
MEMS的典型生产流程
膜越厚, 膜越厚,腐蚀 次数越少。 次数越少。
多次循环 成膜
DEPOSITION OF MATERIAL
去除下层材料, 去除下层材料, 释放机械结构
光刻
PATTERN TRANSFER
腐蚀
REMOVAL OF MATERIAL
PROBE TESTING
SECTIONING
INDIVIDUAL DIE
添加——图形——去除 添加:薄膜沉积技术 图形:光刻 去除:腐蚀技术 表面微加工和IC工艺的区别:形成机械结构! 形成机械结构! 形成机械结构
参考文献
[1]任小中 现代制作技术 任小中.现代制作技术 武汉: 任小中 现代制作技术[M].武汉:华中科技大学,2009,9. 武汉 华中科技大学, [2]微电机系统(MEMS)原理、设计和分析 微电机系统( 西安: 微电机系统 )原理、设计和分析[M].西安:西安 西安 电子科技大学出版社, 电子科技大学出版社,2009,5.

MEMS工艺技术

MEMS工艺技术

MEMS工艺技术MEMS(Micro-Electro-Mechanical Systems)是一种将微型机械、电子元件和传感器集成在一起的技术,它具有体积小、功耗低、性能优良等优势。

MEMS工艺技术是制造MEMS器件所需的工艺流程,下面将介绍一下MEMS工艺技术的主要内容。

首先是薄膜沉积技术。

由于MEMS器件的尺寸很小,因此需要采用薄膜沉积技术来制造薄膜结构。

常见的薄膜沉积技术有化学气相沉积(CVD)和物理气相沉积(PVD)等。

CVD采用气体在一定条件下发生化学反应,产生固态薄膜,常用于制备多晶硅和二氧化硅等材料。

PVD则是利用高能量粒子轰击靶材,使靶材的原子或分子从靶表面剥离,随后沉积在基片上形成薄膜。

其次是光刻技术。

光刻是MEMS工艺中的重要步骤,用于制作图案。

它利用紫外光照射感光胶,在感光胶上形成图案,然后通过后续的腐蚀或沉积等工艺步骤将图案转移至基片上。

光刻技术需要借助于掩膜,即光刻胶膜上的透光性与所需图案的形状相对应,通过控制光刻胶膜的曝光和显影,就能制作出所需的图案。

另外一个重要的工艺是湿法腐蚀。

湿法腐蚀是对特定区域的材料表面进行腐蚀,形成所需的结构。

常用的湿法腐蚀液有氢氟酸、氢氧化钠等,通过控制腐蚀时间和温度,可以得到所需的结构形状。

此外,还有离子注入、金属沉积、表面湿化等工艺,这些工艺技术在MEMS器件的制造中都起到了重要的作用。

离子注入用于改变材料的性质,比如使其导电性变化;金属沉积常用于制作电极和连接器;表面湿化用于改变材料表面的能量特性。

综上所述,MEMS工艺技术是制造MEMS器件所必需的技术,涵盖了薄膜沉积、光刻、湿法腐蚀等多个工艺步骤。

这些工艺技术的运用,使得MEMS器件具备了体积小、功耗低、性能优良等优势,广泛应用于生物医学、环境监测、智能手机等领域。

随着微纳技术的不断发展,相信MEMS工艺技术也将不断完善,为制造更加先进的MEMS器件提供更多可能。

第5章_MEMS工艺

第5章_MEMS工艺



表面微加工过程特点:

添加——图形——去除 添加:薄膜沉积技术 图形:光刻 去除:腐蚀技术 表面微加工和IC工艺的区别:形成机械结构!


硅表面微机械加工是微机械器件完全制作 在晶片表面而不穿透晶片表面的一种加工 技术。 一般来讲,微机械结构常用薄膜材料层来 制作,常用的薄膜层材料有:多晶硅、氮 化硅、氧化硅、磷硅酸盐玻璃(PSG)、硼硅 酸玻璃(BSG)和金属。
LPCVD采用SiO4,O和PH3


PECVD应用SiH4,N2O和PH3或四乙原硅 酸盐,三甲磷酸盐淀积而成。
8、金属薄膜的微机械加工


有许多金属薄膜用于微机械加工,它们用作 导线、电阻、微机械元件、传感元件等。铝 在传统集成电路制造中应用十分普遍,迄今 为止,也是大部分半导体制造设备中最常用 的金属,并在微机械加工中大量应用。 金属淀积工艺有许多种,包括电热蒸镀、电 子束蒸镀、溅射、磁控溅射淀积、CVD、激 光辅助CVD和电淀积 。
天然氧化物 (热) 1,100℃ SiO2 一致 良好 2.2 1.46 300(压) 10
40
6
3
3
3
3、氮化硅


氮化硅是一种非常有用的电介质材料,但只 能用沸腾的磷酸(H3PO4混合物)才能进行 有效湿法腐蚀,所以通常需要用等离子腐蚀 来成形。 氮化硅可用作钝化层(对H2O和碱性离子有 很好的阻挡作用),电容电介质、结构材料 并可作为腐蚀和选择性氧化硅的掩膜。
表面微加工技术存在着三个主要的 力学问题:

⑴层间黏附;
⑵界面应力;
⑶静态阻力
界面应力
在双层结构中有三种典型的应力

1.材料的热膨胀系数不匹配引起的

(完整版)MEMS的主要工艺类型与流程

(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的制造工艺是基本半导体工艺的

MEMS的制造工艺是基本半导体工艺的

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。

MEMS工艺(10加工工艺)

MEMS工艺(10加工工艺)

INDIVIDUAL DIE
ASSEMBLY INTO PACKAGE
PACKAGE SEAL
FINAL TEST
采用特殊的检测和划 片工艺保护释放出来的机 械结构
封装时暴露部分零件
机、电系统 全面测试
MEMS 器件的加工
淀积氧化层
裸片
体微加工流程
图形化氧化层
除去氧化层
腐蚀 (Si)
Etch-back
二氧 释放多晶硅结 回火中收缩率低、薄膜稳定 HF 化硅 构 玻璃 构 铝 钛
0 0 10 20 30 40 腐蚀时间(min) 50 60
1.4 0.12 3.6 4.4 很快
横向腐蚀深度
40 30 20 10
度高、腐蚀速率低 体积稳定度低
5:1BHF HF 5:1BHF
磷硅 释放多晶硅结 腐蚀速率高、内应力小; 释放有机结构 与 CMOS 工艺兼容 用于 LIGA 中 释放电铸结构
多晶硅材料的主要特点
(2)多晶硅薄膜对生长衬底的选择不 苛刻。衬底只要有一定的硬度、平整度 及能耐受住生长工艺温度即可。 (3)可以通过对生长条件及后工艺的 控制来调整多晶硅薄膜的电阻率,使它 成为绝缘体、导体或半导体,从而适应 不同器件或器件不同部分的需要。
多晶硅材料的主要特点
(4)多晶硅薄膜作为半导体材料 可以像单晶硅那样通过生长、扩散 或离子注入进行掺杂,形成N型或 P型半导体,制成p-n结;可以采用 硅平面工艺进行氧化、光刻、腐蚀 等加工。
二、表面微加工技术
表面微机械加工以硅片为基体,通过多层 膜淀积和图形加工制备三维微机械结构。 硅片本身不被加工,器件的结构部分由淀 积的薄膜层加工而成,结构与基体之间的 空隙应用牺牲层技术,其作用是支撑结构 层,并形成所需要形状的最基本过程,在 微器件制备的最后工艺中解牺牲层。

mems制作流程

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。

MEMS加工工艺及表面加工

MEMS加工工艺及表面加工
Si+2e+——>Si2+
这里e+表示空穴,即Si得到空穴后从原子升 到氧化态
腐蚀液中的水解离发生下述反应 H2O=(OH)-+H+
17
Si2+与(OH)-结合,成为:
Si2++2(OH)-——>Si(OH)2
接着Si(OH)2放出H2并形成SiO2,即:
Si(OH)2——> SiO2+H2
44
体与表面微机械技术的比较
表面微机械加工技术
45
硅园片 淀积结构层 刻蚀结构层 淀积牺牲层
刻蚀牺牲层 淀积结构层
刻蚀结构层 释放结构
46
• 微加工过程都是在硅片表面的一些薄膜上进行的, 形成的是各种表面微结构,又称牺牲层腐蚀技术。 • 特点:在薄膜淀积的基础上,利用光刻,刻蚀等 IC常用工艺制备多层膜微结构,最终利用不同材料 在同一腐蚀液中腐蚀速率的巨大差异,选择性的腐 蚀去掉结构层之间的牺牲层材料,从而形成由结构 层材料组成的空腔或悬空及可动结构。
SFx+ F
Deep reactiveion etching ~1995
Surface micromachining
~1986
LIGA ~1978
4
MEMS加工技术的种类
硅微机械加工工艺:体硅工艺和表面牺牲层工艺
美国为代表,伴随硅固态传感器的研究、开发而在集成电路平面 加工工艺基础上发展起来的三维加工技术。具有批量生产,成本 低、加工技术可从IC成熟工艺转化且易于与电路集成
• 优点:与常规IC工艺兼容性好; 器件可做得很小
• 缺点:这种技术本身属于二维平面工艺,它限 制了设计的灵活性。
47
48
关键技术
牺牲层技术 薄膜应力控制技术 防粘连技术

mems 工艺follow

mems 工艺follow

mems 工艺follow一、MEMS技术简介微机电系统(MEMS,Micro Electro Mechanical System)是一种集微电子和微机械于一体的先进技术。

它利用微纳米制造技术,将电子、机械、光学等元件集成在微型结构中,实现各种功能。

MEMS技术在信息技术、生物医学、航空航天等领域具有广泛应用前景。

二、MEMS工艺流程概述MEMS工艺流程主要包括以下几个阶段:1.薄膜制备:通过溅射、化学气相沉积(CVD)等方法在硅基底上生长薄膜。

2.光刻:利用光刻技术在薄膜上形成微米级结构。

3.刻蚀:采用湿法或干法刻蚀技术,将不需要的薄膜部分去除,形成三维微结构。

4.填充:在微结构中填充导电、绝缘或磁性材料,以实现特定功能。

5.封装:对MEMS器件进行封装,以保护微结构并提高可靠性。

6.测试与分析:对成品进行性能测试和结构分析。

三、各阶段工艺详解1.薄膜制备:常用的方法有溅射、化学气相沉积(CVD)等。

薄膜材料包括硅、氮化硅、氧化硅等。

2.光刻:采用光刻胶覆盖薄膜,然后通过紫外光曝光、显影和洗涤等步骤,在薄膜上形成微米级结构。

3.刻蚀:根据光刻胶的性质,采用湿法或干法刻蚀技术,将不需要的薄膜部分去除,形成三维微结构。

4.填充:根据器件需求,在微结构中填充导电、绝缘或磁性材料。

如金属导线、电介质层、磁性材料等。

5.封装:采用塑料、陶瓷等材料对MEMS器件进行封装,保护微结构并提高可靠性。

6.测试与分析:通过各种测试方法和仪器,对成品进行性能测试和结构分析,如电学、力学、光学性能等。

四、应用领域及前景MEMS技术在众多领域具有广泛应用,如通信、消费电子、生物医学、汽车电子、航空航天等。

随着技术的不断发展,MEMS器件在智能手机、物联网、智能家居等市场的需求将持续增长,预计未来市场规模将达到百亿美元。

五、我国MEMS产业现状与挑战我国MEMS产业发展迅速,但仍存在以下挑战:1.产业链不完整:相较于国际先进水平,我国在MEMS设计、制造、封装、测试等环节存在一定差距。

MEMS的主要工艺类型与流程

MEMS的主要工艺类型与流程

MEMS的主要工艺类型与流程MEMS(微机电系统)是一种将微型机械结构与微电子技术相结合的技术,具有广泛的应用前景,在传感器、加速度计、微流体器件等领域有重要的作用。

MEMS的制备过程包括几个主要的工艺类型和相应的流程,本文将详细介绍这些工艺类型和流程。

1.半导体工艺半导体工艺是MEMS制备中最常用的工艺类型之一、它借鉴了集成电路制造的技术,将MEMS结构与电路结构集成在一起。

半导体工艺的制备流程主要包括以下几个步骤:(1)硅片准备:选择高纯度的单晶硅片作为基底材料,通常使用化学机械抛光(CMP)等方式使其表面光滑。

(2)掩膜和光刻:使用光刻胶将掩膜图形转移到硅片表面,形成所需的结构图案。

(3)蚀刻:使用干法或湿法蚀刻技术去除光刻胶外部的硅片,仅保留需要的结构。

(4)沉积:在蚀刻后的硅片表面沉积不同材料,如金属、氧化物等,形成MEMS结构的各个层次。

(5)光刻:重复进行掩膜和光刻步骤,形成更多的结构图案。

(6)终结:最后,进行退火、切割等步骤,完成MEMS器件的制备。

2.软件工艺软件工艺是MEMS制备中的另一种主要工艺类型。

与半导体工艺不同,软件工艺使用聚合物材料作为主要基底材料,并采用热压、激光加工等方式形成MEMS结构。

软件工艺的制备流程主要包括以下几个步骤:(1)选择聚合物材料:根据应用需求选择合适的聚合物材料作为基底材料。

(2)模具制备:根据设计要求制作好所需的模具。

(3)热压:将聚合物材料放置在模具中,通过加热和压力使其形成所需的结构。

(4)取模:待聚合物冷却后,从模具中取出完成的MEMS结构。

3.LIGA工艺LIGA(德语为"Lithographie, Galvanoformung, Abformung"的首字母缩写)工艺是一种利用光刻、电沉积和模具制备的工艺方法,主要适用于高纵深结构的制备。

LIGA工艺的制备流程主要包括以下几个步骤:(1)光刻:使用光刻胶将掩膜图形转移到聚合物或金属表面,形成结构图案。

典型MEMS工艺流程

典型MEMS工艺流程

典型MEMS工艺流程下面结合北京大学微系统所的MEMS标准工艺,以一个MEMS中最主要的结构——梁为例介绍一下MEMS表面加工工艺的具体流程。

1.硅片准备2.热氧生长二氧化硅(SiO2)作为绝缘层3.LPCVD淀积氮化硅(Si3N4)作为绝缘及抗蚀层4.LPCVD淀积多晶硅1(POL Y1)作为底电极5.多晶硅掺杂及退火6.光刻及腐蚀POLY1,图形转移得到POLY1图形7.LPCVD磷硅玻璃(PSG)作为牺牲层8.光刻及腐蚀PSG,图形转移得到BUMP图形9.光刻及腐蚀PSG形成锚区10.LPCVD淀积多晶硅2(POL Y2)作为结构层11.多晶硅掺杂及退火12.光刻及腐蚀POLY2,图形转移得到POLY2结构层图形13.溅射铝金属(Al)层14.光刻及腐蚀铝层,图形转移得到金属层图形15.释放得到活动的结构至此,我们利用MEMS表面加工工艺完成了一个梁的制作。

这个工艺流程中共有五块掩膜版,分别是:1.POL Y1,用的是阳版,形成的多晶1图形用来提供机械层的电学连接,地极板或屏蔽电极;2.BUMP,用的是阴版,在牺牲层上形成凹槽,使得以后形成的多晶硅机械层上出现小突起,减小在释放过程或工作过程中机械层与衬底的接触面积,起一定的抗粘附作用;3.ANCHOR,用的是阴版,在牺牲层上刻孔,形成机械层在衬底上的支柱,并提供电学连接;4.POL Y2,用的是阳版,用来形成多晶硅机械结构;5.METAL,用的是阳版,用来形成电连接或测试接触。

MEMS加工技术如前所述,加工技术主要分为三种,分别以美国为代表集成电路技术、日本以精密加工为特征的MEMS 技术和德国的LIGA技术.第一种是以美国为代表的硅基技术,它是利用化学腐蚀或集成电路工艺技术对硅材料进行加工,形成硅基器件。

这种方法可与传统的工艺兼容,并适合廉价批技术量生产,已成为目前的硅基主流.各向异性腐蚀技术就是利用单晶硅的不同晶向的腐蚀速率存在各向异性的特点而进行腐蚀技术,其主要特点是硅的腐蚀速率和硅的晶向、搀杂浓度及外加电位有关。

mems传感器的制造工艺

mems传感器的制造工艺

mems传感器的制造工艺MEMS传感器是一种微型电子设备,能够将力、压力、温度、湿度等物理量转换为电信号。

它们被广泛应用于移动设备、汽车、医疗设备和工业自动化等领域。

在这篇文章中,我将深入探讨MEMS传感器的制造工艺以及对其主要特征的理解。

首先,MEMS传感器的制造工艺是一个复杂而精细的过程。

它通常包括几个关键步骤:沉积、光刻、腐蚀和组装。

在沉积阶段,薄膜材料(如硅或聚合物)通过化学气相沉积(CVD)或物理气相沉积(PVD)等方法被沉积在基底上。

光刻过程使用光刻胶和光刻掩膜,通过曝光、显影等步骤将图案转移到沉积层上。

腐蚀步骤用于去除不需要的沉积层,通常采用湿法腐蚀或干法蚀刻。

最后,组装阶段将器件、引脚和封装材料整合成完整的MEMS传感器。

在制造过程中,有几个关键的特征需要注意。

首先是MEMS传感器的微型化特征。

由于其工作原理对尺寸要求非常高,制造工艺必须能够在纳米、微米尺度上精确操作。

其次是多层结构的设计。

由于MEMS传感器通常需要集成多个功能,如感应、放大、滤波等,因此制造工艺必须能够实现多层结构的堆叠和相互连接。

此外,MEMS传感器的制造工艺还需要考虑材料的选择和表面处理,以提高传感器的性能和可靠性。

对于MEMS传感器的制造工艺,我的观点是:它是现代技术的杰作。

通过精密的工艺控制和复杂的设备,我们能够制造出微型化、高性能的传感器。

制造工艺的发展也为MEMS传感器在各个领域的应用提供了基础。

然而,制造工艺仍然面临一些挑战,如成本、可靠性和制造过程中的变异性。

因此,进一步的研究和改进是必要的,以提高MEMS传感器的制造效率和性能。

综上所述,MEMS传感器的制造工艺是一个复杂而精细的过程,要求在纳米、微米尺度上精确操作。

它具有微型化、多层结构和材料选择等特征。

通过制造工艺的发展,我们能够制造出微型化、高性能的MEMS传感器,并在各个领域得到广泛应用。

然而,制造工艺仍然面临一些挑战,需要进一步的研究和改进。

MEMS加工工艺及表面加工

MEMS加工工艺及表面加工

硅基微机械加工技术

5
体硅微机械加工技术

硅各向异性化学湿法腐蚀技术 熔接硅片技术 反应离子深刻蚀技术
利用集成电路的平面加工技术加工微机械装置 整个工艺都基于集成电路制造技术 与IC工艺完全兼容,制造的机械结构基本上都是二维的 体硅微机械加工技术和表面微机械加工技术的结合,具有 两者的优点,同时也克服了二者的不足
HF的作用
18
显然,HF的作用在于促进阳极反应,使 阳极反应产物SiO2溶解掉,不然,所生 成的SiO2就会阻碍硅与H2O的电极反应。
H+离子 浓度的影响
19
HF、HNO3可用H2O或CH3COOH稀释。在HNO3溶 液中HNO3几乎全部电离,因此H+浓度很高,而 CH3COOH是弱酸,电离度较小,HNO3+ CH3COOH的溶液中,H+与CH3COO-发生作用, 生成CH3COOH分子,而且CH3COOH的介电场数 (6.15)低于水的介电场数(81),因此在HNO3 +CH3COOH混合液中H+离子浓度低。 与水相比,CH3COOH可在更广泛的范围内稀释而 保持HNO3的氧化能力,因此腐蚀液的氧化能力在 使用期内相当稳定。同时减少H+离子使阴极反应 变慢,整个腐蚀速率也随之变慢,有利于显示。
1
MEMS加工工艺
MEMS加工工艺分类
部件及子系统制造工艺
半导体工艺、集成光学工艺、厚薄膜工艺、微机械加 工工艺等

2
封装工艺
硅加工技术、激光加工技术、粘接、共熔接合、玻璃 封装、静电键合、压焊、倒装焊、带式自动焊、多芯 片组件工艺
3
MEMS加工技术的种类
SFx+ F Bulk micromachining ~1960 Deep reactiveion etching ~1995
  1. 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. 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. 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)。

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技术特点是:小尺寸、多样化、微电子等。

(1)微型化:MEMS体积小(芯片的特征尺寸为纳米/微米级)、质量轻、功耗低、惯性小、谐振频率高、响应时间短。

例如,一个压力成像器的微系统,含有1024个微型压力传感器,整个膜片尺寸仅为10mm×10mm,每个压力芯片尺寸为50μm×50μm。

(2)多样化:MEMS包含有数字接口、自检、自调整和总线兼容等功能,具备在网络中应用的基本条件,具有标准的输出,便于与系统集成在一起,而且能按照需求,灵活地设计制造更多化的MEMS。

(3)微电子化:采用MEMS工艺,可以把不同功能、不同敏感方向或致动方向的多个传感器或执行器集成于一体,或形成微传感阵列、微执行器阵列甚至把多种功能的器件集成在一起,形成复杂的微系统。

微传感器、微执行器和微电子器件的集成可制造出可靠性、稳定性很高的微电子机械系统。

(4)MEMS技术适合批量生产:用硅微加工工艺在同一硅片上同时可制造出成百上千微型机电装置或完整的MEMS,批量生产可大大降低生产成本。

(5)多学科交叉:MEMS涉及电子、机械、材料、制造、信息与自动控制、物理、化学和生物等多学科,并集约当今科学发展的许多尖端成果。

2、MEMS研究的历史MEMS技术被誉为21世纪带有革命性的高新技术,它的诞生和发展是“需求牵引”和“技术推动”的综合结果。

随着人类社会全面向信息化迈进,信息系统的微型化、多功能化和智能化是人们不断追求的目标,也是电子整机部门的迫切需求。

信息系统的微型化不仅使系统体积大大减小、功能大大提高,同时也使性能、可靠性大幅度上升,功耗和价格却大幅度降低。

目前,信息系统的微型化不单是电子系统的微型化,如果相关的非电子系统小不下来,整个系统将难以达到微型化的目标。

电子系统可以采用微电子技术达到系统微型化的目标,而对于非电子系统来说,尽管人们已做了很大努力,其微型化程度远远落后于电子系统,这已成为整个系统微型化发展的瓶颈。

MEMS技术设计微电子、微机械、微光学、新型材料、信息与控制,以及物理、化学、生物等多种学科,并集约了当今科学技术的许多高新技术成果。

在一个衬底上将传感器、信号处理电路、执行器集成起来,构成微电子机械系统,是人们很早以来的愿望。

这个技术在1987年被正式提出,并在近10年来取得了迅速发展。

推动力可归纳为以下3点:(1)以集成电路为中心的微电子学的飞跃进步提供了基础技术。

在过去的40年中,集成电路的发展遵循摩尔定律,即按每3年特征尺寸减小0.7倍、集成度每3年翻一番的规律发展。

据分析,IC特征尺寸的指数减小规律还将继续10 ~ 20年。

目前,IC工艺已进入超深亚微米阶段,并可望到2012年达到0.05μm,将研制生产巨大规模集成电路(GSI集成度大于109)和单片系统集成(SOC)。

IC的发展将为研制生产MEMS提供坚实的技术基础。

(2)MEMS的发展始于20世纪60年代,是微电子和微机械的巧妙结合。

MEMS的基础技术主要包括硅各向异性刻蚀技术、硅/硅键合技术、表面微机械技术、LIGA技术等,已成为研制生产MEMS必不可少的核心技术。

尤其是20世纪90年代开发的LIGA技术,成功地解决了大深宽比光刻的难题,为研制开发三维微机械的加速度传感器、微型陀螺以及各类微执行器、微型构件如微马达、微泵、微推进器、微振子、微电极、微流量计等奠定了工艺技术基础。

(3)新材料、微机械理论、加工技术的进步,使得单片微电子机械系统正在变为现实。

由于MEMS技术的发展迅速,1987年决定把它从IEEE国际微机器人与过程操作年会分开,单独召开年会。

目前在美、日、欧三地每年轮回一次。

3、MEMS技术的研究现状我国MEMS的研究始于二十世纪八十年代末。

经过十多年的发展,我国在多种微型传感器、微型执行器和若干微系统样机等方面已有一定的基础和技术储备,初步形成了几个MEMS 研究力量比较集中的地区。

其中,北京大学所属微米/纳米加工技术重点实验室分部开发出4种MEMS全套加工工艺和多种先进的单项工艺,已制备出加速度计样品,并已开始为国内研究MEMS单位提供加工服务。

上海交通大学所属微米/纳米加工技术重点实验室分部可以提供非硅材料的微加工服务,如LIGA技术制作高深宽比微结构的基本加工技术、紫外深度光刻(UV-LIGA)、高深宽比微电铸和模铸加工、功能材料薄膜制备等。

电子部十三所研究的融硅工艺也取得了较大进展,制备出微型加速度计和微型陀螺样品。

1995年,国家科技部实施了攀登计划“微电子机械系统项目”(1995 ~ 1999)。

1999年,“集成微光机电系统研究”项目通过了国家重点基础研究发展规划的立项建议。

经过十年发展,我国已开展了包括微型直升飞机,力平衡加速度传感器、力平衡真空传感器、微泵、微喷嘴、微马达、微电泳芯片、微流量计、硅电容式微麦克风、分裂漏磁场传感器、集成压力传感器、微谐振器和微陀螺等许多微机械的研究和开发工作。

美国开发的基于MEMS光开关的路由器已经试用,预示着MEMS发展又一高潮的来临。

目前部分器件已经实现了产业化,如微型加速度计、微型压力传感器、数字微镜器件(DMD)、喷墨打印机的微喷嘴、生物芯片等,并且应用领域十分广泛。

1992 年“美国国家关键技术计划”把“微米级和纳米级制造”列为“在经济繁荣和国防安全两方面都至关重要的技术”。

美国国家自然基金会(NSF)把微米/纳米列为优先支持的项目。

美国国防部先进研究计划署(DARPA)制订的微米/纳米和微系统发展计划,对“采用与制造微电子器件相同的工艺和材料,充分发挥小型化、多元化和集成微电子技术的优势,设计和制造新型机电装置”给予了高度的重视。

日本在1992年启动了2.5亿美元的大型研究计划“微机械十年计划”。

在MEMS的重点研究单位UC Berkeley成立了由多所大学和企业组成的BSAC(Berkeley Sensor and Actuator)。

ADI公司看到了微型加速度计在汽车领域应用的巨大前景,通过引入表面牺牲层技术,并加以改造,使微型加速度计的商品化获得巨大成功。

美国在发展初期确定军事应用为主要方向,侧重以惯性器件为代表的MEMS传感器的研究;日本重点发展进入工业狭窄空间微机器人、进入人体狭窄空间医疗微系统和微型工厂。

欧洲则重点发展μTAS(Micro Total Analysis System全微分析系统)或LOC(Lab on Chip芯片实验室)。

二、MEMS技术的主要工艺与流程1、体加工工艺体加工工艺包括去加工(腐蚀)、附着加工(镀膜)、改质加工(掺杂)和结合加工(键合)。

主要介绍腐蚀技术。

腐蚀技术主要包括干法腐蚀和湿法腐蚀,也可分为各向同性腐蚀和各向异性腐蚀。

(1)干法腐蚀是气体利用反应性气体或离子流进行的腐蚀。

干法腐蚀可以腐蚀多种金属,也可以刻蚀许多非金属材料;既可以各向同性刻蚀,又可以各向异性刻蚀,是集成电路工艺或MEMS工艺常用设备。

按刻蚀原理分,可分为等离子体刻蚀(PE:Plasma Etching)、反应离子刻蚀(RIE:Reaction Ion Etching)和电感耦合等离子体刻蚀(ICP:Induction Couple Plasma Etching)。

在等离子气体中,可是实现各向同性的等离子腐蚀。

通过离子流腐蚀,可以实现方向性腐蚀。

(2)湿法腐蚀是将与腐蚀的硅片置入具有确定化学成分和固定温度的腐蚀液体里进行的腐蚀。

硅的各向同性腐蚀是在硅的各个腐蚀方向上的腐蚀速度相等。

比如化学抛光等等。

常用的腐蚀液是HF-HNO3腐蚀系统,一般在HF和HNO3中加H2O或者CH3COOH。

与H2O相比,CH3COOH可以在更广泛的范围内稀释而保持HNO3的氧化能力,因此腐蚀液的氧化能力在使用期内相当稳定。

硅的各向异性腐蚀,是指对硅的不同晶面具有不同的腐蚀速率。

比如,{100}/{111}面的腐蚀速率比为100:1。

基于这种腐蚀特性,可在硅衬底上加工出各种各样的微结构。

各向异性腐蚀剂一般分为两类,一类是有机腐蚀剂,包括EPW(乙二胺,邻苯二酸和水)和联胺等。

另一类是无机腐蚀剂,包括碱性腐蚀液,如:KOH,NaOH,LiOH,CsOH 和NH4OH等。

在硅的微结构的腐蚀中,不仅可以利用各向异性腐蚀技术控制理想的几何形状,而且还可以采用自停止技术来控制腐蚀的深度。

比如阳极自停止腐蚀、PN结自停止腐蚀、异质自停止腐蚀、重掺杂自停止腐蚀、无电极自停止腐蚀还有利用光电效应实现自停止腐蚀等等。

2、硅表面微机械加工技术美国加州大学Berkeley分校的Sensor and Actuator小组首先完成了三层多晶硅表面微机械加工工艺,确立了硅表面微加工工艺的体系。

表面微机械加工是把MEMS的“机械”(运动或传感)部分制作在沉积于硅晶体的表面膜(如多晶硅、氮化硅等)上,然后使其局部与硅体部分分离,呈现可运动的机构。

相关文档
最新文档