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MEMS加工技術(shù)的主要工藝與流程
點(diǎn)擊量：2181 日期：2020-03-14 編輯：硅時代電子科技
1、體加工工藝
體加工工藝包括去加工（腐蝕）、附著加工（鍍膜）、改質(zhì)加工（摻雜）和結(jié)合加工（鍵合）。主要介紹腐蝕技術(shù)。腐蝕技術(shù)主要包括干法腐蝕和濕法腐蝕，也可分為各向同性腐蝕和各向異性腐蝕。在硅的微結(jié)構(gòu)的腐蝕中，不僅可以利用各向異性腐蝕技術(shù)控制理想的幾何形狀，而且還可以采用自停止技術(shù)來控制腐蝕的深度。比如陽極自停止腐蝕、PN結(jié)自停止腐蝕、異質(zhì)自停止腐蝕、重?fù)诫s自停止腐蝕、無電極自停止腐蝕還有利用光電效應(yīng)實(shí)現(xiàn)自停止腐蝕等等
2、硅表面微機(jī)械加工技術(shù)
美國加州大學(xué)Berkeley分校的Sensor and Actuator小組首先完成了三層多晶硅表面微機(jī)械加工工藝，確立了硅表面微加工工藝的體系。
表面微機(jī)械加工是把MEMS的“機(jī)械”（運(yùn)動或傳感）部分制作在沉積于硅晶體的表面膜（如多晶硅、氮化硅等）上，然后使其局部與硅體部分分離，呈現(xiàn)可運(yùn)動的機(jī)構(gòu)。分離主要依靠犧牲層（Sacrifice Layer）技術(shù)，即在硅襯底上先沉積上一層最后要被腐蝕（犧牲）掉的膜（如SiO2可用HF腐蝕），再在其上淀積制造運(yùn)動機(jī)構(gòu)的膜，然后用光刻技術(shù)制造出機(jī)構(gòu)圖形和腐蝕下面膜的通道，待一切完成后就可以進(jìn)行犧牲層腐蝕而使微機(jī)構(gòu)自由釋放出來。
硅表面微機(jī)械加工技術(shù)包括制膜工藝和薄膜腐蝕工藝。制膜工藝包括濕法制膜和干式制膜。濕法制膜包括電鍍（LIGA工藝）、澆鑄法和旋轉(zhuǎn)涂層法、陽極氧化工藝。其中LIGA工藝是利用光制造工藝制作高寬比結(jié)構(gòu)的方法，它利用同步輻射源發(fā)出的X射線照射到一種特殊的PMMA感光膠上獲得高寬比的鑄型，然后通過電鍍或化學(xué)鍍的方法得到所要的金屬結(jié)構(gòu)。干式制膜主要包括CVD（Chemical Vapor Deposition）和PVD（Physical Vapor Deposition）。薄膜腐蝕工藝主要是采用濕法腐蝕，所以要選擇合適的腐蝕液
3、結(jié)合技術(shù)
微加工工藝中有時需要將兩塊微加工后的基片粘結(jié)起來，可以獲得復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)更多的功能。將基片結(jié)合起來的辦法有焊接、融接、壓接（固相結(jié)合）、粘接、陽極鍵合、硅直接鍵合、擴(kuò)散鍵合等方法。
4、逐次加工
逐次加工是同時加工工藝的補(bǔ)充，常用于模具等復(fù)雜形狀的加工，其優(yōu)點(diǎn)是容易制作自由形狀，可對非平面加工，缺點(diǎn)是加工時間很長，屬單件生產(chǎn)，成本高。包括以下幾種：
逐次除去加工：如用于硅片切割的砂輪加工；細(xì)微放電加工、激光束加工、離子束加工、STM（掃描隧道顯微鏡）加工。
逐次附著加工：如利用離子束CVD技術(shù)，可使僅被照射部分的材料堆積，形成某種結(jié)構(gòu)。
逐次改質(zhì)加工：比如可以利用電子束或激光照射的辦法使基板表面局部改質(zhì)的技術(shù)，它的應(yīng)用有電子束掩膜制作、非平面光刻、局部摻雜等。逐次結(jié)合加工：比如IC引線焊接、局部粘結(jié)等。
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