MEMS器件的制作方法

MEMS器件的制作方法隨著微納米技術(shù)的發(fā)展，MEMS（Micro-Electro-MechanicalSystems，微電子機(jī)械系統(tǒng)）器件在各個領(lǐng)域中的應(yīng)用不斷擴(kuò)大。MEMS器件制作需要高精度加工工藝，下面將從制作流程、工藝步驟、設(shè)備及材料四個方面進(jìn)行介紹。制作流程MEMS器件的制作流程通常包括以下幾個步驟：模板制作氧化硅層生長光刻制圖反應(yīng)離子刻蝕（RIE）輔助附加層制備模板蝕除處理后的器件釋放根據(jù)具體的器件結(jié)構(gòu)和加工要求，以上步驟可能會有所不同。下面將對每個步驟進(jìn)行詳細(xì)介紹。工藝步驟1.模板制作制作MEMS器件首先需要制作出模板。通常使用的材料有硅、石英和玻璃等。其中，硅晶片是較為常見的一種選擇。制作模板的流程如下：取一塊純度高的硅晶片。用光刻技術(shù)在硅晶片表面制作出相應(yīng)的圖形。在圖形覆蓋的區(qū)域進(jìn)行氧化處理，得到具有一定結(jié)構(gòu)的氧化硅層。利用反應(yīng)離子刻蝕技術(shù)將不需要的氧化硅層刻蝕掉，得到帶有結(jié)構(gòu)的硅晶片。2.氧化硅層生長在模板制作完成后，需要進(jìn)行氧化硅層的生長，其主要作用是保護(hù)下一步光刻過程中的細(xì)節(jié)部分和進(jìn)行反應(yīng)離子刻蝕時的保護(hù)作用。實(shí)際操作中，利用化學(xué)氣相沉積（CVD）或者熱蒸發(fā)等技術(shù)在硅晶片表面均勻生長一層0.5–3厚度的氧化硅層。3.光刻制圖在氧化硅層生長之后，通過光刻技術(shù)在氧化硅層上重復(fù)制圖，以制備出所需的器件應(yīng)用結(jié)構(gòu)。通常，光刻技術(shù)主要分為以下幾個步驟：在硅晶片上涂覆光刻膠照射光刻膠清洗和蝕刻光刻膠對氧化硅層進(jìn)行刻蝕4.反應(yīng)離子刻蝕在光刻制圖之后，需要將氧化硅層刻蝕掉，從而形成MEMS器件的結(jié)構(gòu)。這一步驟采用反應(yīng)離子刻蝕法，具體分為以下三個步驟：將硅晶片放置到反應(yīng)離子刻蝕系統(tǒng)的刻蝕室內(nèi)制備出刻蝕氣體離子反應(yīng)刻蝕5.輔助附加層制備在刻蝕完氧化硅層之后，需要在MEMS器件上添加一層薄的金屬，用于保護(hù)結(jié)構(gòu)并增強(qiáng)其機(jī)械強(qiáng)度。具體的流程為：在MEMS器件表面沉積一層鍍有金屬的層；利用切割、蝕刻等工藝對制成的器件進(jìn)行加工。6.模板蝕除接下來需要對硅晶片進(jìn)行模板蝕除，從而得到所需的MEMS器件。制備流程如下：在刻蝕完方便反應(yīng)離子刻蝕和鍍金后的硅晶片表面涂層一層光刻膠。將制成的器件放入模板蝕除系統(tǒng)，使用濕法蝕刻或者干法蝕刻。脫掉光刻膠，得到最終的器件。7.處理后的器件釋放完成器件蝕刻和模板蝕除后，需要將器件從模板上釋放出來。這一步驟主要分為以下兩個步驟：將器件從硅晶片上割下來。通過化學(xué)蝕刻或者破壞性剝離，將器件從模板上完全釋放出來。設(shè)備及材料在上述工藝步驟中，需要使用到各種不同類型的設(shè)備和材料。如下所示：設(shè)備：電子束光刻機(jī)掃描式電子顯微鏡焊接機(jī)反應(yīng)離子刻蝕機(jī)化學(xué)氣相沉積機(jī)電感耦合等離子體刻蝕機(jī)光學(xué)顯微鏡材料：硅晶片氧化硅光刻膠金屬總結(jié)MEMS器件是當(dāng)今市場上越來越受歡迎的一類微型器件，在生產(chǎn)過程中需要通過多種工藝步驟進(jìn)行制作。以制作氧化硅層、光刻制圖、反應(yīng)離子刻蝕、輔助附加層制備、模板蝕除和處理后的器件釋放