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1、MEMS基本結(jié)構(gòu)加工工藝基本結(jié)構(gòu)加工工藝王曉浩王曉浩MEMS基本結(jié)構(gòu)基本結(jié)構(gòu) 坑、溝、槽坑、溝、槽 薄膜、梁薄膜、梁 凸臺、質(zhì)量塊凸臺、質(zhì)量塊 電容電容 電阻電阻 線圈線圈 引線引線坑、溝、槽的制備坑、溝、槽的制備 濕法體硅腐蝕濕法體硅腐蝕 二氧化硅二氧化硅 單晶硅單晶硅 等離子干法腐蝕等離子干法腐蝕 氮化硅氮化硅 單晶硅單晶硅 高深寬比結(jié)構(gòu)高深寬比結(jié)構(gòu)ICP、ECR) 單晶硅單晶硅薄膜、梁薄膜、梁 直接腐蝕,控制反應(yīng)時間直接腐蝕,控制反應(yīng)時間 犧牲層腐蝕犧牲層腐蝕 自停止腐蝕重?fù)诫s)自停止腐蝕重?fù)诫s) SOI 電鍍電鍍 非表面薄膜的制備體硅
2、腐蝕)非表面薄膜的制備體硅腐蝕)凸臺和質(zhì)量塊凸臺和質(zhì)量塊 體硅腐蝕體硅腐蝕 梁或平面梁或平面+電鍍電鍍 防削角措施防削角措施基本電子元件基本電子元件 電容電容 單芯片形成電容單芯片形成電容 多芯片組裝形成電容多芯片組裝形成電容 電阻電阻 電感平面線圈)電感平面線圈) 基本線圈制備基本線圈制備 帶軟磁材料芯的線圈帶軟磁材料芯的線圈PZT壓電材料的制備壓電材料的制備 濺射厚度低)濺射厚度低) 制作專用濺射靶,進(jìn)行濺射制作專用濺射靶,進(jìn)行濺射 濺射靶和目標(biāo)濃度區(qū)別濺射靶和目標(biāo)濃度區(qū)別 燒結(jié)厚度中等)燒結(jié)厚度中等) PZT粉末粉末+有機(jī)溶劑,涂覆有機(jī)溶劑,涂覆 150C烘干烘干10分鐘,分鐘,950C
3、燒結(jié)燒結(jié)1小時小時 SOL-GEL大厚度)大厚度) 原料:醋酸鉛,異丙醇鈦,丙醇鋯,溶原料:醋酸鉛,異丙醇鈦,丙醇鋯,溶劑劑 加水解物,按配比涂覆,烘干加水解物,按配比涂覆,烘干高分子材料:聚酰亞胺工藝高分子材料:聚酰亞胺工藝 高分子材料用于結(jié)構(gòu)層:類似于光刻膠,表面高分子材料用于結(jié)構(gòu)層:類似于光刻膠,表面粘附性好,臺階覆蓋性好粘附性好,臺階覆蓋性好 光敏聚酰亞胺光敏聚酰亞胺(PSPI:photosensitive polyimide) 光敏聚酰亞胺可以直接光刻顯影成形,經(jīng)過亞光敏聚酰亞胺可以直接光刻顯影成形,經(jīng)過亞胺化去掉光敏基團(tuán)后,性能穩(wěn)定,并與硅片有胺化去掉光敏基團(tuán)后,性能穩(wěn)定,并與硅片
4、有很強(qiáng)的粘附性,在一定程度上能夠抗堿性腐蝕很強(qiáng)的粘附性,在一定程度上能夠抗堿性腐蝕液,膜厚可做到液,膜厚可做到30m以上。以上。 聚酰亞胺的分子結(jié)構(gòu)有利于在加熱時發(fā)生進(jìn)一聚酰亞胺的分子結(jié)構(gòu)有利于在加熱時發(fā)生進(jìn)一步的環(huán)化反應(yīng),產(chǎn)生更穩(wěn)定的大共軛環(huán)狀結(jié)構(gòu)步的環(huán)化反應(yīng),產(chǎn)生更穩(wěn)定的大共軛環(huán)狀結(jié)構(gòu)體系,這一過程稱為亞胺化。體系,這一過程稱為亞胺化。光敏聚酰亞胺基本性能光敏聚酰亞胺基本性能表 4.2 PSPI 的主要機(jī)械性能熱延展率面內(nèi) 6.010-6/面外 5025010-6/泊松比面內(nèi) 035面外 0.10.45楊氏模量7.515GPa剪切模量110GPa殘余應(yīng)力/楊氏模量0.0110.001殘余應(yīng)
5、力拉應(yīng)力光敏聚酰亞胺工藝參數(shù)光敏聚酰亞胺工藝參數(shù) 光刻光刻 甩膠:甩膠:1100rpm,水平放置,水平放置0.52h,自動均,自動均勻化;勻化; 預(yù)烘:溫度通常在預(yù)烘:溫度通常在90左右,左右,10分鐘;分鐘; 曝光:在曝光:在300W汞燈下曝光汞燈下曝光2分鐘左右;分鐘左右; 顯影:專用顯影液顯影:專用顯影液2分鐘左右,加超聲;分鐘左右,加超聲; 堅膜:溫度堅膜:溫度120140,時間,時間30分鐘左右。分鐘左右。 亞胺化亞胺化 從從100起,緩慢升溫到起,緩慢升溫到300,67小時,小時,300保持保持2小時;小時; 從從100起,每次升溫起,每次升溫50,保溫,保溫1.52小時,小時,直至直至300保溫保溫2小時。小時。MEMS工藝專題作業(yè)工藝專題作業(yè) 2000年后參考文獻(xiàn)上查找某種年后參考文獻(xiàn)上查找某種MEMS器件器件的制作工藝,要求所用工藝環(huán)節(jié)不少于的制作工藝,要求所用工藝環(huán)節(jié)不少于5種。種。 課題與課題與MEMS相關(guān)的,可以針對自己的設(shè)相關(guān)的,可以針對自己的設(shè)計做報告。計做報告。 讀懂制作過程,寫出工藝報告。讀懂制作過程
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