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MEMS加工技术一文全了解

2021-11-03
据博研小编了解,目前MEMS加工的技术主要是三种:
 MEMS加工技术一文全了解
    ①、传统机械加工方法
 
    此加工方法可以分为两大类:超精密机械加工及特种微细加工。超精密机械加工以金属为加工对象,用硬度高于加工对象的工具,将对象材料进行切削加工,所得的三维结构尺寸可在0.01mm以下。此技术包括钻石刀具微切削加工、微钻孔加工、微铣削加工及微磨削与研磨加工等。
 
    特种微细加工技术是通过加工能量的直接作用,实现小至逐个分子或原子的切削加工。特种加工是利用电能、热能、光能、声能及化学能等能量形式。超精密机械加工和特种微细加工技术的加工精度已达微米、亚微米级,可以批量制作模数仅为0.02左右的齿轮等微机械元件,以及其它加工方法无法制造的复杂微结构器件。
 
    ②、硅基MEMS加工技术
 
    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MEMS器件。这种方法可与传统的IC工艺兼容,并适合廉价批量生产,已成为目前的硅基MEMS加工技术主流。
 
    当前硅基微加工技术可分为体微加工技术、表面微加工技术。
 
    体微加工技术:
 
    体微加工技术主要通过对硅的深腐蚀和硅片的整体键合来实现,能够将几何尺寸控制在微米级。由于各向异性化学腐蚀可以对大硅片进行,使得MEMS器件可以高精度地批量生产,同时又消除了研磨加工所带来的残余机械应力,提高了MEMS器件的稳定性和成品率。
 
    表面微加工技术:
 
    表面微加工技术是在硅片正面上形成薄膜并按一定要求对薄膜进行加工形成微结构的技术,全部加工仅涉及到硅片正面的薄膜。表面微加工技术与集成电路技术最为相似,其主要特点是在“薄膜+淀积”的基础上,利用光刻、腐蚀等IC常用工艺制备微机械结构,最终利用选择腐蚀技术释放结构单元,获得可动的二维或三维结构。
 
    这一技术避免了体微加工所要求的双面对准、背面腐蚀等问题,与集成电路的工艺兼容,且工艺成熟,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MEMS装置。
 
    ③、深层刻蚀技术
 
    深层刻蚀技术指深层反应离子向硅芯片内部刻蚀,刻蚀到芯片内部的一个牺牲层,并在刻蚀完成后被腐蚀掉,这样本来埋在芯片内部的结构就可以自由运动。

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