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关于表面硅MEMS加工技术的简单介绍

2022-02-10
表面硅MEMS加工技术是在集成电路平面技术的基础上开发的一种MEMS技术,利用硅平面上不同材料的顺序积累和选择腐蚀形成各种微结构。博研微纳小编总结了一些关于此技术的疑问,并予以解答,希望能给予大家帮助。
 关于表面硅MEMS加工技术的简单介绍
一、表面硅MEMS加工技术是什么?
 
表面硅MEMS加工技术首先在基板上积累一层称为牺牲层的材料,然后在牺牲层上积累一层结构层并加工成所需的图形。
 
结构加工成型后,牺牲层通过选择腐蚀进行腐蚀,使结构材料悬挂在基板上,形成各种形状的二维或三维结构。
 
表面硅MEMS加工工艺成熟,与IC工艺兼容性好,可在单个直径几十毫米的单晶硅基板上批量生成数百个MEMS装置。
 
二、表面硅MEMS加工技术的关键工艺有哪些?
 
1.低应力薄膜技术。
 
表面硅MEMS加工工艺主要是以不同的方式在衬底表面加工不同的薄膜,并根据需要提前在薄膜下确定的区域生长牺牲层。
 
这些都需要制膜过程来完成。制膜的方法有很多,如蒸镀、溅射等物理气相淀积、化学气相淀积、外延和氧化等。
 
2.PECVD制膜技术。
 
PECVD法是利用辉光放电的物理作用来激活化学气相淀积反应。
 
淀积温度一般低于400℃,可用于淀积氧化硅、氮化硅、PSG、BPSG、Al2O3等绝缘体、钝化膜、非晶硅膜、有机化合物、TiC、TiN等耐磨耐腐蚀膜。
 
PECVD主要用于制作低应力氮化硅薄膜。
 
在表面硅MEMS加工技术中,PSG或PBSG通常以LPCVD法制作的多晶硅为结构层,而以LPCVD法或PECVD法制作的PSG或PBSG为牺牲层。
 
PSG或PBSG结构疏松,可在氢氟酸(HF)水溶液中以较快的腐蚀速率去除。
 
HF水溶液中多晶硅的腐蚀速度非常慢,长期腐蚀PSG或PBSG后,多晶硅结构层不会发生明显腐蚀。
 
三、表面硅MEMS加工技术常见的工艺流程。
 
首先,牺牲层材料(氧化硅)在衬底上积累,形成可动微结构与衬底之间的连接窗,然后作为微结构材料积累,光刻所需图形,最后用湿腐蚀去除牺牲层,形成可移动、与衬底连接的微结构。
 

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