MEMS制作工艺-声表面波器件的特点:
1.声表面波具有极低的传播速度和极短的波长,它们各自比相应的电磁波的传播速度的波长小十万倍。在VHF和UHF波段内,电磁波器件的尺寸是与波长相比拟的。同理,作为电磁器件的声学模拟声表面波器件SAW,它的尺寸也是和信号的声波波长相比拟的。因此,在同一频段上,声表面波器件的尺寸比相应电磁波器件的尺寸减小了很多,重量也随之大为减轻。
2.由于声表面波系沿固体表面传播,加上传播速度极慢,这使得时变信号在给定瞬时可以完全呈现在晶体基片表面上。于是当信号在器件的输入和输出端之间行进时,就容易对信号进行取样和变换。这就给声表面波器件以极大的灵活性,使它能以非常简单的方式去。完成其它技术难以完成或完成起来过于繁重的各种功能。
3.采用MEMS工艺,以铌酸锂LNO和钽酸锂LTO为例子的衬底,通过光刻(含EBL光刻)、镀膜等微纳米加工技术,实现的SAW器件,在声表面器件的滤波、波束整形等方面提供了极大的工艺和性能支撑。 MEMS四种ICP-RIE刻蚀工艺的不同需求。中国台湾MEMS微纳米加工之超表面制作
MEMS制作工艺ICP深硅刻蚀:
在半导体制程中,单晶硅与多晶硅的刻蚀通常包括湿法刻蚀和干法刻蚀两种方法各有优劣,各有特点。湿法刻蚀即利用特定的溶液与薄膜间所进行的化学反应来去除薄膜未被光刻胶掩膜覆盖的部分,而达到刻蚀的目的。因为湿法刻蚀是利用化学反应来进行薄膜的去除,而化学反应本身不具方向性,因此湿法刻蚀过程为等向性。
湿法刻蚀过程可分为三个步骤:
1)化学刻蚀液扩散至待刻蚀材料之表面;
2)刻蚀液与待刻蚀材料发生化学反应;
3)反应后之产物从刻蚀材料之表面扩散至溶液中,并随溶液排出。湿法刻蚀之所以在微电子制作过程中被采用乃由于其具有低成本、高可靠性、高产能及优越的刻蚀选择比等优点。
但相对于干法刻蚀,除了无法定义较细的线宽外,湿法刻蚀仍有以下的缺点:1)需花费较高成本的反应溶液及去离子水:2)化学药品处理时人员所遭遇的安全问题:3)光刻胶掩膜附着性问题;4)气泡形成及化学腐蚀液无法完全与晶片表面接触所造成的不完全及不均匀的刻蚀 江西新型MEMS微纳米加工高压 SOI 工艺实现芯片内高压驱动与低压控制集成,耐压超 200V 并降低寄生电容 40%。
MEMS四种刻蚀工艺的不同需求:
1.体硅刻蚀:一些块体蚀刻些微机电组件制造过程中需要蚀刻挖除较大量的Si基材,如压力传感器即为一例,即通过蚀刻硅衬底背面形成深的孔洞,但未蚀穿正面,在正面形成一层薄膜。还有其他组件需蚀穿晶圆,不是完全蚀透晶背而是直到停在晶背的镀层上。基于Bosch工艺的一项特点,当要维持一个近乎于垂直且平滑的侧壁轮廓时,是很难获得高蚀刻率的。因此通常为达到很高的蚀刻率,一般避免不了伴随产生具有轻微倾斜角度的侧壁轮廓。不过当采用这类块体蚀刻时,工艺中很少需要垂直的侧壁。
2.准确刻蚀:精确蚀刻精确蚀刻工艺是专门为体积较小、垂直度和侧壁轮廓平滑性上升为关键因素的组件而设计的。就微机电组件而言,需要该方法的组件包括微光机电系统及浮雕印模等。一般说来,此类特性要求,蚀刻率的均匀度控制是远比蚀刻率重要得多。由于蚀刻剂在蚀刻反应区附近消耗率高,引发蚀刻剂密度相对降低,而在晶圆边缘蚀刻率会相应地增加,整片晶圆上的均匀度问题应运而生。上述问题可凭借对等离子或离子轰击的分布图予以校正,从而达到均钟刻的目的。
加速度传感器是很早广泛应用的MEMS之一。MEMS,作为一个机械结构为主的技术,可以通过设计使一个部件(图中橙色部件)相对底座substrate产生位移(这也是绝大部分MEMS的工作原理),这个部件称为质量块(proofmass)。质量块通过锚anchor,铰链hinge,或弹簧spring与底座连接。铰链或悬臂梁部分固定在底座。当感应到加速度时,质量块相对底座产生位移。通过一些换能技术可以将位移转换为电能,如果采用电容式传感结构(电容的大小受到两极板重叠面积或间距影响),电容大小的变化可以产生电流信号供其信号处理单元采样。通过梳齿结构可以极大地扩大传感面积,提高测量精度,降低信号处理难度。加速度计还可以通过压阻式、力平衡式和谐振式等方式实现。SU8 硅片 / 石英片微流控模具加工技术,支持 6 英寸以下基板单套或套刻的高精度结构复制。
MEMS制作工艺-声表面波器件的特点:
1.由于声表面波器件是在单晶材料上用半导体平面工艺制作的,所以它具有很好的一致性和重复性,易于大量生产,而且当使用某些单晶材料或复合材料时,声表面波器件具有极高的温度稳定性。
2.声表面波器件的抗辐射能力强,动态范围很大,可达100dB。这是因为它利用的是晶体表面的弹性波而不涉及电子的迁移过程此外,在很多情况下,声表面波器件的性能还远远超过了很好的电磁波器件所能达到的水平。比如用声表面波可以作成时间-带宽乘积大于五千的脉冲压缩滤波器,在UHF频段内可以作成Q值超过五万的谐振腔,以及可以作成带外抑制达70dB、频率达1低Hz的带通滤波器 MEMS超表面对光电场特性的调控是怎样的?标准MEMS微纳米加工之超表面制作
硅片、LN 等基板金属电极加工工艺,通过溅射沉积与剥离技术实现微米级电极图案化。中国台湾MEMS微纳米加工之超表面制作
MEMS特点:
1.微型化:MEMS器件体积小、重量轻、耗能低、惯性小、谐振频率高、响应时间短。
2.以硅为主要材料,机械电器性能优良:硅的强度、硬度和杨氏模量与铁相当,密度类似铝,热传导率接近钼和钨。
3.批量生产:用硅微加工工艺在一片硅片上可同时制造成百上千个微型机电装置或完整的MEMS。批量生产可降低生产成本。
4.集成化:可以把不同功能、不同敏感方向或致动方向的多个传感器或执行器集成于一体,或形成微传感器阵列、微执行器阵列,甚至把多种功能的器件集成在一起,形成复杂的微系统。微传感器、微执行器和微电子器件的集成可制造出可靠性、稳定性很高的MEMS。
5.多学科交叉:MEMS涉及电子、机械、材料、制造、信息与自动控制、物理、化学和生物等多种学科,并集约了当今科学技术发展的许多成果。 中国台湾MEMS微纳米加工之超表面制作