MEMS傳感器是當(dāng)今最炙手可熱的傳感器制造技術(shù),也是傳感器小型化、智能化的重要推動(dòng)了,MEMS技術(shù)促進(jìn)了傳感器的極大發(fā)展。
MEMS主要采用微電子技術(shù),在微納米的體積下塑造傳感器的機(jī)械結(jié)構(gòu)。本文以最清晰明了的方式,圖解直觀闡述MEMS傳感器芯片的制造過程和原理!
MEMS是Micro Electro Mechanical Systems(微機(jī)電系統(tǒng))的縮寫,具有微小的立體結(jié)構(gòu)(三維結(jié)構(gòu)),是處理各種輸入、輸出信號(hào)的系統(tǒng)的統(tǒng)稱。
是利用微細(xì)加工技術(shù),將機(jī)械零零件、電子電路、傳感器、執(zhí)行機(jī)構(gòu)集成在一塊電路板上的高附加值元件。
MEMS工藝
MEMS工藝以成膜工序、光刻工序、蝕刻工序等常規(guī)半導(dǎo)體工藝流程為基礎(chǔ)。
SOI晶圓
SOI是Silicon On Insulator的縮寫,是指在氧化膜上形成了單晶硅層的硅晶圓。已廣泛應(yīng)用于功率元件和MEMS等,在MEMS中可以使用氧化膜層作為硅蝕刻的阻擋層,因此能夠形成復(fù)雜的三維立體結(jié)構(gòu)。
晶圓粘合/熱剝離片工藝
通過使用支撐晶圓和熱剝離片,可以輕松對薄化晶圓進(jìn)行處理等。
晶圓鍵合大致分為“直接鍵合”、“通過中間層鍵合”2類。
通過中間層鍵合是借助粘合劑等使晶圓互相粘合的鍵合方法。
各向同性蝕刻與各向異性蝕刻
通過在低真空中放電使等離子體產(chǎn)生離子等粒子,利用該粒子進(jìn)行蝕刻的技術(shù)稱為反應(yīng)離子蝕刻。
等離子體中混合存在著攜帶電荷的離子和中性的自由基,具有利用自由基的各向同性蝕刻、利用離子的各向異性蝕刻兩種蝕刻作用。
集各向異性蝕刻和各向同性蝕刻的優(yōu)點(diǎn)于一身的博世工藝技術(shù)已經(jīng)成為了硅深度蝕刻的主流技術(shù)。
側(cè)壁的凹凸因形似扇貝,稱為“扇貝形貌”。
ALD(原子層沉積)
ALD是Atomic Layer Deposition(原子層沉積)的縮寫,是通過重復(fù)進(jìn)行材料供應(yīng)(前體)和排氣,利用與基板之間的表面反應(yīng),分步逐層沉積原子的成膜方式。
通過采用這種方式,只要有成膜材料可以通過的縫隙,就能以納米等級(jí)的膜厚控制,在小孔側(cè)壁和深孔底部等部位成膜,在深度蝕刻時(shí)的聚合物沉積等MEMS加工中形成均勻的成膜。