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典型的mems微纳加工流程与步骤介绍

2021-08-25
博研小编要提醒大家,mems微纳加工工艺是指所有工艺都是在圆片表面进行的MEMS制造工艺。表面微加工中,采用低压化学气相淀积这一类方法来获得作为结构单元的薄膜。表面微加工工艺采用若干淀积层来制作结构,然后释放部件,允许它们做横向和纵向的运动,从而形成MEMS执行器。
 典型的mems微纳加工流程与步骤介绍
常见的mems微纳加工材料是LPVCD淀积的多晶硅,多晶硅性能稳定且各向同性,通过仔细控制淀积工艺可以很好的控制薄膜应力。此外,表面微加工工艺与集成电路生产工艺兼容,且集成度较高。
 
下面结合北京大学微系统所的MEMS标准工艺,以一个MEMS中主要的结构为例介绍一下mems微纳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(POLY1)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(POLY2)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微纳加工工艺完成了一个结构的制作。这个工艺流程中共有五块掩膜版,分别是:
 
1.POLY1,用的是阳版,形成的多晶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.POLY2,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。
 
典型的mems微纳加工步骤即为以上这些,博研小编认为其他结构的加工过程也可以以此类推。
 

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