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科普:微机电系统(MEMS)常见制造工艺

编辑:[db:作者] 时间:2024-08-25 08:12:01

MEMS传感器种类繁多,紧张的MEMS传感器包括运动传感器、压力、麦克风、环境、光传感器等。
个中运动传感器可分为陀螺仪、加速度计、磁力计。
不同MEMS传感器的构造各不相同,每每具有悬空、博识宽比等特色,因此目前MEMS器件制造工艺也较多。

科普:微机电系统(MEMS)常见制造工艺

本日专业mems测试设备方案做事商SPEA将为大家大略先容下mems紧张制造工艺。

MEMS制造工艺紧张包括表面微加工技能、体微加工技能、LIGA技能等。
表面微加工技能是利用薄膜沉积、光刻、刻蚀等方法,通过将材料逐层添加在基底上,末了去除捐躯层从而布局微构造。

1、体微加工技能-湿法刻蚀

湿法刻蚀凭借其工艺大略、本钱较低等上风在加速度传感器、压力传感器等器件中有着广

泛的运用。
最早的刻蚀技能是利用溶液与薄膜间所进行的化学反应,来去除薄膜未被光刻胶覆盖的部分,而达到刻蚀的目的。
湿法刻蚀须要用到的材料和仪器有刻蚀溶液、反应器皿、控温装置、洗濯机等,常用的各向异性刻蚀溶液为KOH溶液、四甲基氢氧化铵

(TMAH)联氨的水溶液等。
湿法刻蚀的过程:

1、反应物扩散到欲被刻蚀材料的表面:

2、反应物与被刻蚀材料反应;

3、反应后的产物离开刻蚀表面扩散到溶液中,随溶液被排出。

在上述三步反应中,进行速率最慢的便是掌握刻蚀速率的步骤,也便是说,该步骤的进行速率便是反应速率。
常日情形下,是通过掌握溶液的浓度和反应温度来掌握反应的速率,溶液浓度制约着反应物和反应产物到达或离开反应表面的速率,而温度掌握着化学反应的速率。

2、体微加工技能-干法深刻蚀

干法深刻蚀以其博识宽比的特性,正在被越来越多地运用于体微加工技能,利用不同的刻蚀气体及保护气氛,干法刻蚀也可以刻蚀多晶硅、二氧化硅、金属等材料,具有极高的运用代价。
目前,干法深刻蚀已经被广泛运用于微传感器、微实行器、微医疗器件等领域。

干法深刻蚀具有以下特点:刻蚀速率较高,比一样平常的湿法刻蚀速率的2~15倍;具有博识宽比,能够穿透全体硅片;被刻蚀材料的晶向对刻蚀构造基本无影响,能够刻蚀出任意形状的垂直构造;被刻蚀材料与阻挡材料的刻蚀选择比高,随意马虎保护。
干法深刻蚀是利用氟基化物六氟化硫(SF6)气体放电产生的等离子体进行刻蚀,同时利用保护气体把六氟化硫的各向同性刻蚀转变为各向异性刻蚀,由此实现深刻蚀。

3、表面微加工技能

表面微加工涉及的紧张技能包括薄膜淀积、光刻和刻蚀:薄膜淀积技能是指在衬底表面通过物理或化学方法沉积一层纳米级或微米级厚度的薄膜;光刻是一种将光学掩模版上的图形复制到衬底表面的工艺,即通过对光刻胶层进行有选择性的光源照射,改变胶层的化学性子,然后利用显影液溶解光刻胶上发生化学变革的可溶解区域得到图形的过程。

表面微加工技能通过在捐躯层薄膜上淀积构造层薄膜,再移除捐躯层开释构造层,从而达到构造可动的目的,其紧张步骤包括淀积薄膜、光刻图形化、淀积捐躯层薄膜、捐躯层图形化、淀积机器构造层薄膜、机器构造层图形化、去除捐躯层(开释构造)表面微加工技能可以实现加工10m厚度内的微构造,可以实现多层悬空构造,是MEMS加工工艺中不可替代的微加工技能,因其加工构造的分外性而对器件的力学性子哀求较高,并且须要办理粘连、残余应力、摩擦、驱动等问题。

MEMS传感器集成通信、CPU、电池等组件及多种传感器,相对付传统传感器,具备体积小、功耗低、本钱低、集成度高、智能化等特点,具有光明的家当前景,但是在高端MEMS传感器领域普遍受到西方国家制约。
期待在国家对MEMS家当的支持下,我国的mems将迎来发展机遇期。

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