MEMS技术是当前许多制造商使用的先进技术之一。
在前两篇文章中,编辑介绍了MEMS存储设备的请求调度算法和MEMS存储设备的故障管理。
为了增强大家对MEMS的理解,本文将介绍典型的MEMS工艺流程以及MEMS加速度计的应用前景。
如果您对MEMS感兴趣,则不妨继续阅读。
1.典型的MEMS工艺流程MEMS表面微加工工艺是指MEMS制造工艺,其中所有工艺都在晶片表面上执行。
在表面微加工中,诸如低压化学气相沉积(LPCVD)之类的方法用于获得薄膜作为结构单元。
表面微机械加工过程使用几个沉积层来制造结构,然后释放组件,使它们水平和垂直移动以形成MEMS致动器。
最常见的表面微机械结构材料是通过LPVCD沉积的多晶硅。
多晶硅具有稳定和各向同性的特性。
通过仔细控制沉积过程可以很好地控制膜应力。
另外,表面微加工工艺与集成电路生产工艺兼容,并且具有高度的集成度。
下面,结合北京大学微系统研究所的MEMS标准流程,以MEMS中最重要的结构光束为例,介绍MEMS表面处理技术的具体过程。
1.硅晶片的制备2.二氧化硅(SiO2)作为绝缘层的热氧生长3. LPCVD沉积的氮化硅(Si3N4)作为绝缘和抗蚀剂层4. LPCVD沉积的多晶硅1(POLY1)作为底部电极5多晶硅掺杂和退火6.光刻和蚀刻POLY1,图案转移以获得POLY1图案7. LPCVD磷硅酸玻璃(PSG)作为牺牲层8.光刻和蚀刻PSG,图案转移以获得BUMP图案9.光刻和蚀刻PSG形成锚定区域10。
LPCVD沉积多晶硅2(POLY2)作为结构层11.多晶硅掺杂和退火12.光刻和蚀刻POLY2,图案转移以获得POLY2结构层图案13.溅射铝金属(Al)层14。
蚀刻铝层,进行图案转印以获得金属层图案15。
释放有源结构到目前为止,我们已经完成了通过使用来制造光束的工作。
MEMS表面处理技术。
此过程中有五个掩膜,即:1.POLY1,它是正极板,形成的多晶1图案用于提供与机械层,接地板或屏蔽电极的电连接; 2.BUMP,使用负极板,并在牺牲层上形成凹槽,以便在稍后形成的多晶硅机械层上出现小突起,从而减小了剥离过程或工作过程中机械层与基板之间的接触面积过程,并提供一定程度的抗粘功能; 3.使用负极板在牺牲层上雕刻孔,在基板上形成机械层的支柱,并提供电连接; 4. POLY2,使用正极板,用于形成多晶硅的机械结构; 5.金属,正极版用于形成电气连接或测试触点。
2. MEMS加速度计的应用前景MEMS传感器,即微机电系统(Microelectro Mechanical Systems),是在微电子技术的基础上发展起来的一个多学科前沿研究领域。
经过40多年的发展,它已成为引起全世界关注的主要科学技术领域之一。
它涉及电子,机械,材料,物理,化学,生物学,医学等学科和技术,具有广阔的应用前景。
MEMS加速度计就是其中之一。
当前,使用3轴MEMS加速度计开发的新应用包括:具有运动检测和状态感知功能的手机,可监控手机的位置和使用情况。
该传感器可以提供许多功能,例如更直观的用户界面和智能电源管理,以延长电池寿命。
带有硬盘保护系统的笔记本计算机和媒体播放器。
随着便携式设备存储需求的增加,测量冲击和跌落事件可以帮助提高产品的耐用性。
通过改进当前游戏的界面并开发新的基于体育的游戏,移动游戏机可提供更具交互性,直观性和趣味性的游戏体验。
数码相机可通过检测位置,运动和震动自动帮助用户拍摄更好的照片