天天看點

什麼是MEMS?4步圖解MEMS晶片制造

MEMS傳感器是當今最炙手可熱的傳感器制造技術,也是傳感器小型化、智能化的重要推動了,MEMS技術促進了傳感器的極大發展。

MEMS主要采用微電子技術,在微納米的體積下塑造傳感器的機械結構。本文以最清晰明了的方式,圖解直覺闡述MEMS傳感器晶片的制造過程和原理!

避免錯過傳感器行業深度資訊、報告,以及傳感器技術、傳感器與測試技術、物聯網傳感器技術……等傳感器知識,請關注傳感器專家網公衆号,設為星标,檢視往期内容。

MEMS是Micro Electro Mechanical Systems(微機電系統)的縮寫,具有微小的立體結構(三維結構),是處理各種輸入、輸出信号的系統的統稱。

是利用微細加工技術,将機械零零件、電子電路、傳感器、執行機構內建在一塊電路闆上的高附加值元件。

MEMS工藝

MEMS工藝以成膜工序、光刻工序、蝕刻工序等正常半導體工藝流程為基礎。

什麼是MEMS?4步圖解MEMS晶片制造

下面介紹MEMS工藝的部分關鍵技術。

晶圓

SOI晶圓

SOI是Silicon On Insulator的縮寫,是指在氧化膜上形成了單晶矽層的矽晶圓。已廣泛應用于功率元件和MEMS等,在MEMS中可以使用氧化膜層作為矽蝕刻的阻擋層,是以能夠形成複雜的三維立體結構。

什麼是MEMS?4步圖解MEMS晶片制造

TAIKO磨削  “TAIKO”是DISCO株式會社的商标

TAIKO磨削是DISCO公司開發的技術,在磨削晶圓時保留最外圍的邊緣,隻對其内側進行磨削。

什麼是MEMS?4步圖解MEMS晶片制造

TAIKO磨削與通常的磨削相比,具有“晶圓曲翹減少”、“晶圓強度更高”、“處理容易”、“與其他工藝的整合性更高”等優點。

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行處理等。

什麼是MEMS?4步圖解MEMS晶片制造

晶圓鍵合

晶圓鍵合大緻分為“直接鍵合”、“通過中間層鍵合”2類。

什麼是MEMS?4步圖解MEMS晶片制造

直接鍵合不使用粘合劑等,是利用熱處理産生的分子間力使晶圓互相粘合的鍵合,用于制作SOI晶圓等。

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。

什麼是MEMS?4步圖解MEMS晶片制造

蝕刻

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産生離子等粒子,利用該粒子進行蝕刻的技術稱為反應離子蝕刻。

等離子體中混合存在着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。

什麼是MEMS?4步圖解MEMS晶片制造

矽深度蝕刻

集各向異性蝕刻和各向同性蝕刻的優點于一身的博世工藝技術已經成為了矽深度蝕刻的主流技術。

什麼是MEMS?4步圖解MEMS晶片制造

通過重複進行Si蝕刻聚合物沉積底面聚合物去除,可以進行縱向的深度蝕刻。

側壁的凹凸因形似扇貝,稱為“扇貝形貌”。

什麼是MEMS?4步圖解MEMS晶片制造

成膜

ALD(原子層沉積)

ALD是Atomic Layer Deposition(原子層沉積)的縮寫,是通過重複進行材料供應(前體)和排氣,利用與基闆之間的表面反應,分步逐層沉積原子的成膜方式。

通過采用這種方式,隻要有成膜材料可以通過的縫隙,就能以納米等級的膜厚控制,在小孔側壁和深孔底部等部位成膜,在深度蝕刻時的聚合物沉積等MEMS加工中形成均勻的成膜。

什麼是MEMS?4步圖解MEMS晶片制造
什麼是MEMS?4步圖解MEMS晶片制造

MEMS的相關術語

什麼是MEMS?4步圖解MEMS晶片制造

星标的内容=你在乎的内容,根據微信公衆号推薦原則,沒有在傳感器專家網公衆号首頁【設為星标】,将無法及時獲得傳感器行業最新資訊!

聲明:本文内容系作者個人觀點,不代表傳感器專家網觀點或立場。更多觀點,歡迎大家留言評論。

繼續閱讀