MEMS工艺集成技术知识.ppt

* * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * 3層氧化矽 3層多晶矽 SandiaSUMMIT工藝 SandiaSUMMIT工藝 DMD微鏡 DMD微鏡 DMD微鏡 器件 三、體加工 Chemical milling: using a maskant and a scribe followed by acid to etch the scribed area Chemical milling (15 th century decorating armor) Chemical milling by the 1960’s especially used by the aerospace industry Photosenstive masks instead of scribing by hand (Niepce in 1822) Printed circuit board (WW II) Isotropic etching of Si (mid 1950’s) IC’s (1961) First Si micromechanical element (1961-1962) Anisotropic etching of Si (mid 1960’s) Example: electrochemical sensor array A typical bulk micromachining example: to make an array of electrochemical sensors in a catheter (e.g. to measure pH,O2and CO2 in blood) The etch stop in this case is a sacrificial oxide layer Yet smaller structurs could be used to experiment in picoliter microvials (e.g. to investigate a single biological cell)-go visit Bulk Micromachining SCREAM工藝 Sealed-cavity DRIE工藝 重慶大學微系統研究中心 體加工工藝 (1)刻蝕淺槽 Glass Si (2)表面摻雜 (3)金屬電極 (4)陽極鍵合 (5)矽片剪薄 (6)釋放結構 體矽深刻蝕釋放工藝（北京大學） 重慶大學微系統研究中心 多MEMS器件及MEMS器件與IC的集成加工技術： 實現微系統多功能、高性能和低成本的基礎。 加速度、溫度、濕度、壓力感測器集成 MEMS與IC集成 MEMS與IC集成 存在的問題 工藝比較 集成方案比較 集成方案及代表 CMOS first CMOS first MEMS first 重慶大學微系統研究中心 微加工技術發展趨勢 三維組裝與封裝技術 鍵合：低溫、多材料、多層 自組裝技術： 封裝：與外界的機、電、熱、光、物質交換介面等。 三自由度加速度封裝 多層鍵合 重慶大學微系統研究中心 非矽加工技術 ： 金屬材料、聚合物材料、陶瓷材料等的微加工技術及其與矽基微加工技術的相容性； 基於柔性襯底的微加工技術。 柔性襯底感測器 微加工技術發展趨勢 需重點考慮殘餘應力問題 重慶大學微系統研究中心 實例 密封腔製備工藝 錐尖製備工藝 重慶大學微系統研究中心 氧化、光刻、刻蝕 腐蝕 氧化 光刻、濺射、剝離 錐尖製備工藝 重慶大學微系統研究中心 隧道式加速度感測器 北京大學 重慶大學微系統研究中心 麥克風 清華大學 重慶大學微系統研究中心 總結 工藝集成 表面工藝、體矽工藝 IC與MEMS集成 實例 * MEMS工藝集成 重慶大學光電工程學院 2008年10月27日 內容 簡介 表面微加工 體微加工 MEMS與電路的集成 實例 總結 一、簡介 二、表面犧牲層工藝 先在襯底表面生長薄膜，通過對薄膜進行光刻、刻蝕等形成結構。 優點：易於與IC集成。 重慶大學微系統研究中心 表面工藝 IC compatibility Comparison of CMOS and Surface Micromachining Critical Process Temperatures for Microstructures - Junction migration at 800 to 950°C - Al interconnect suffers at 400-450 °