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表面硅MEMS加工技术是什么

2021-09-11
博研小编给大家普及一下,表面硅MEMS加工技术是在集成电路平面工艺基础上发展起来的一种MEMS工艺技术。它利用硅平面上不同材料的顺序淀积和选择腐蚀来形成各种微结构。
 表面硅MEMS加工技术是什么
表面硅MEMS加工技术的基本思路是:
 
先在基片上淀积一层称为牺牲层的材料,然后在牺牲层上面淀积一层结构层并加工成所需图形。在结构加工成型后,通过选择腐蚀的方法将牺牲层腐蚀掉,使结构材料悬空于基片之上,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。美国加州大学Berkeley分校的传感器与执行器研究中心(BSAC)首先完成了三层多晶硅表面MEMS工艺,确立了硅表面MEMS加工工艺体系。
 
首先在衬底上淀积牺牲层材料(氧化硅)并形成可动微结构与衬底之间的连接窗口,然后淀积作为微结构的材料并光刻出所需的图形,最后利用湿法腐蚀去掉牺牲层,这样就行成了既能够活动又与衬底相连的微结构。
 
表面硅MEMS加工工艺主要是以不同方法在衬底表面加工不同的薄膜,并根据需要事先在薄膜下面已确定的区域中生长牺牲层。这些都需要制膜工艺来完成。
 
制膜的方法有很多,如蒸镀、溅射等物理气相淀积法(PVD)、化学气相淀积法(CVD)以及外延和氧化等。其中CVD是微电子加工技术中最常用的薄膜制作技术之一,它是在受控气相条件下,通过气体在加热基板上反应或分解使其生成物淀积到基板上形成薄膜。
 
CVD技术可以分为常压( APCVD)、低压(LPCVD)、等离子体增强(PECVD)等不同技术。采用CVD所能制作的膜有多晶硅、单晶硅、非晶硅等半导体薄膜,氧化硅、氮化硅等绝缘体介质膜,以及高分子膜和金属膜等。博研小编要提醒大家,由于在表面硅MEMS加工技术中最常用到的是多晶硅、氧化硅、氮化硅薄膜,而它们通常采用LPCVD或PECVD来制作。
 

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