MEMS加工技術有關的工藝
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日期:2020-02-21
編輯:硅時代
傳統的制造業依賴大量的關鍵機械設備和有關的工藝,這些設備和工藝已有幾十年甚至上百年的歷史了。例如鑄造、鍛造、車削、磨削、鉆孔和電鍍等均是一個綜合的制造環境所必不可少的。這些設備和工藝與大量的其它物理和化學手段及工藝均用作制造環境的基礎,它們在半導體產業中均具有其相應的替代技術。光學光刻,耦合等離子刻蝕,金屬的濺射涂覆,金屬的等離子體增強化學汽相淀積和介質隔離以及在摻雜工藝中的離子注入和襯底處理,現都已成為集成電路制造中的常規工藝?;陔娮邮瓢婧凸鈱W投影光刻及電子束直寫光刻這種基本的圖形加工技術現已成為先進的納米尺寸作圖技術的主要角色。上述的這些設備和技術以及一些還未流行的設備的工藝目前正被用于MEMS的納米技術制造,且成為微時代的微機械加工設備,三維微細加工的主要途徑有光刻、準分子激光加工、LIGA、UV-LIGA、體硅加工技術和深度反應離子刻蝕等。
從目前看來,對于大多數半導體產業來說,采用光學光刻分辨力小至30 nm的可能性不可排除。其它的一些準備用于光學加工受到限制的替代技術有X射線技術或極紫外投影光刻,電子束投影光刻(SCALPEL)以及接近式X射線光刻。所有這些技術將與電子束直寫系統和聚集離子束系統一起用于納米尺寸光刻,并正在日益進入更為寬闊的MEMS的納米技術應用領域。除了這些粒子束設備以外,基于掃描隧道顯微鏡(STM)原子力顯微鏡(AFM)的探針系統也能用于光刻,進行分子的原子級材料的加工處理。
從工藝上講,MEMS的制造技術分為部件及子系統制造工藝和封裝工藝、前者包括半導體工藝、集成光學工藝、厚薄膜工藝、微機械加工工藝等;后者包括硅加工技術、激光加工技術、粘接、共熔接合、玻璃封裝、靜電鍵合、壓焊、倒裝焊、帶式自動焊、多芯片組件工藝等。
MEMS與微電子系統比較,區別在于其包含有微傳感器、微執行器、微作用器、微機械器件等的子系統,相對靜態微器件的系統而言,MEMS的加工技術難度要高。
MEMS加工技術是在硅平面技術的基礎上發展起來的,雖然歷史不長,但發展很快,已成為當今最重要的新技術之一。從目前應用來看,其加工技術主要可分為硅基微機械加工技術和非硅基微機械加工技術。