Микрообработка поверхности - Surface micromachining

Микрообработка поверхности строит микроструктуры к отложение и травление структурных слоев над субстрат.[1] Это отличается от Объемная микрообработка, в котором кремний субстрат вафля избирательно протравливается для создания структур.

Слои

В общем, поликремний используется как один из слоев подложки, а диоксид кремния используется как жертвенный слой. Жертвенный слой удаляется или вытравливается, чтобы создать любую необходимую пустоту в направлении толщины. Добавленные слои обычно имеют размер от 2 до 5 микрометров. Основным преимуществом этого процесса обработки является возможность создания электронных и механических компонентов (функций) на одной основе. Компоненты с микрообработанной поверхностью меньше по размеру, чем их аналоги, подвергнутые микрообработке.

Поскольку структуры строятся поверх подложки, а не внутри нее, свойства подложки не так важны, как при объемной микрообработке. Дорогой кремниевые пластины могут быть заменены более дешевыми подложками, такими как стекло или же пластик. Размер подложек может быть больше, чем размер кремниевой пластины, и для получения тонкопленочные транзисторы на стеклянных подложках большой площади для плоских дисплеев. Эта технология также может быть использована для изготовления тонкопленочные солнечные элементы, которые можно наносить на стекло, полиэтилентерефталат подложки или другие нежесткие материалы.

Процесс изготовления

Микрообработка начинается с кремниевой пластины или другой подложки, на которой выращиваются новые слои. Эти слои избирательно травятся фотолитография; либо влажное травление с участием кислота, или сухое травление с ионизированный газ (или же плазма ). Сухое травление может сочетать химическое травление с физическим травлением или травлением. ион обстрел. Микрообработка поверхности включает в себя столько слоев, сколько необходимо, с другой маской (создающей другой узор) на каждом слое. Современное Интегральная схема изготовление использует эту технику и может использовать до 100 слоев. Микрообработка является более молодой технологией и обычно использует не более 5-6 слоев. При поверхностной микрообработке используется разработанная технология (хотя иногда ее недостаточно для требовательных приложений), которую легко повторить для серийного производства.

Жертвенные слои

Жертвенный слой используется для создания сложных компонентов, таких как подвижные части. Например, приостановленный консоль могут быть построены путем нанесения и структурирования временного слоя, который затем выборочно удаляется в тех местах, где будущие балки должны быть прикреплены к подложке (то есть в точках крепления). Затем на верхний слой наносится структурный слой. полимер и структурирован, чтобы определить лучи. Наконец, удаляемый слой удаляется, чтобы высвободить лучи, с использованием процесса избирательного травления, который не повреждает структурный слой.

Возможны многие комбинации структурных и жертвенных слоев. Выбранная комбинация зависит от процесса. Например, важно, чтобы структурный слой не был поврежден в процессе удаления жертвенного слоя.

Примеры

Микрообработку поверхностей можно увидеть в следующих продуктах MEMS (Microelectromechanical):

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ Bustillo, J.M .; R.T. Хау; Р.С. Мюллер (август 1998 г.). «Микрообработка поверхности для микроэлектромеханических систем». Труды IEEE. 86 (8): 1552–1574. CiteSeerX  10.1.1.120.4059. Дои:10.1109/5.704260.
  2. ^ Boser, B.E .; R.T. Хоу (март 1996 г.). «Акселерометры с микрообработкой поверхности». Журнал IEEE по твердотельным схемам. 31 (3): 366–375. Дои:10.1109/4.494198.
  3. ^ Такеучи, Сёдзи; Такафуми Сузуки; Кунихико Мабучи; Хироюки Фудзита (октябрь 2003 г.). «Трехмерная гибкая многоканальная матрица нейронных датчиков». Журнал микромашин и микротехники.