mems加工工藝ppt課件-展示頁
2025-01-23 07:16本頁面
【正文】 統(tǒng)中的腐蝕機理 ， 其腐蝕的反應式如下： ?KOH＋ H2O＝ K＋ 2OH－ ＋ H＋ ?Si＋ 2OH－ ＋ 4H2O＝ Si（ OH） 62－ ?即首先將硅氧化成含水的硅化物。 ?這兩類腐蝕劑具有非常類似的腐蝕現(xiàn)象。同時減少 H＋ 離子使陰極反應變慢，整個腐蝕速率也隨之變慢，有利于顯示。在 HNO3溶液中 HNO3幾乎全部電離，因此 H＋ 濃度很高，而CH3COOH是弱酸，電離度較小， HNO3＋CH3COOH的溶液中， H＋ 與 CH3COO－ 發(fā)生作用，生成 CH3COOH分子，而且 CH3COOH的介電場數(shù)（ ）低于水的介電場數(shù)（ 81），因此在 HNO3＋ CH3COOH混合液中 H＋ 離子濃度低。 ?各向同性腐蝕所用的化學試劑很多，多采用 HF－ HNO3腐蝕系統(tǒng) 18 ?對于 HF和 HNO3加 H2O（或 CH3COOH）腐蝕劑，硅表面的陽極反應為 ?Si＋ 2e＋ —— Si2+ ?這里 e＋ 表示空穴，即 Si得到空穴后從原子升到氧化態(tài) ?腐蝕液中的水解離發(fā)生下述反應 ?H2O＝（ OH） － ＋ H＋ HF－ HNO3腐蝕系統(tǒng) 19 ?Si2+與（ OH） － 結合，成為： ?Si2+＋ 2（ OH） － —— Si（ OH） 2 ?接著 Si（ OH） 2放出 H2并形成 SiO2， 即： ?Si（ OH） 2—— SiO2＋ H2 ?由于腐蝕液中存在 HF， 所以 SiO2立即與 HF反應 ， 反應式為： ?SiO2＋ 6HF—— H2SiF6＋ 2H2O ?通過攪拌可使絡合物 H2SiF6遠離硅片，因此稱這一反應為絡合化反應 20 ?顯然， HF的作用在于促進陽極反應，使陽極反應產(chǎn)物 SiO2溶解掉，不然，所生成的 SiO2就會阻礙硅與 H2O的電極反應。 15 ?干法腐蝕 ?干法腐蝕技術包括以物理作用為主的反應離子濺射腐蝕，以化學反應為主的等離子體腐蝕，以及兼有物理、化學作用的反應濺射腐蝕 ?濕法腐蝕 ?硅的濕法腐蝕是先將材料氧化，然后化學反應使一種或多種氧化物或絡合物溶解，包括濕法化學腐蝕和濕法電化學腐蝕 腐蝕技術 16 硅的濕法腐蝕 1) 硅的各向同性腐蝕 腐蝕液對硅的腐蝕作用基本上 不具有晶向依賴性 . 17 腐蝕設備及原理圖 ?濕腐蝕是將與腐蝕的硅片置入具有確定化學成分和固定溫度的腐蝕液體里進行的腐蝕。 4. 與集成電路工藝 兼容性差 5. 硅片兩個表面上的圖形通常要求有嚴格的幾何對應關系，形成一個完整的立體結構 14 在以硅為基礎的 MEMS加工技術中，最關鍵的加工工藝主要包括深寬比大的各向異性腐蝕技術、鍵合技術和表面犧牲層技術等。作為硅集成電路制造技術的延伸，硅微細加工主要是指以硅材料為基礎制作各種微機械零部件。具有批量生產(chǎn)，成本低、加工技術可從 IC成熟工藝轉化且易于與電路集成 MEMS加工技術的種類 7 硅基微機械加工技術 ? 體硅微機械加工技術 ? 硅各向異性化學濕法腐蝕技術 ? 熔接硅片技術 ? 反應離子深刻蝕技術 ? 表面微機械加工技術 ? 利用集成電路的平面加工技術加工微機械裝置 ? 整個工藝都基于集成電路制造技術 ? 與 IC工藝完全兼容，制造的機械結構基本上都是二維的 ? 復合微機械加工 (如鍵合技術 ) ? 體硅微機械加工技術和表面微機械加工技術的結合，具有兩者的優(yōu)點，同時也克服了二者的不足 8 ?硅是最基本的微機械材料，微細加工技術一般都要涉及硅材料。1 MEMS加工工藝 機械 部分 傳感 執(zhí)行 控制部分 電子學 MEMS 微電子學 3 MEMS結構的特點 ?可動 ?三維 ?微尺度 ?形狀復雜 ?材料的多樣性 4 MEMS加工工藝分類 ?部件及子系統(tǒng)制造工藝 半導體工藝、集成光學工藝、厚薄膜工藝、微機械加工工藝等 ? 封裝工藝 硅加工技術、激光加工技術、粘接、共熔接合、玻璃封裝、靜電鍵合、壓焊、倒裝焊、帶式自動焊、多芯片組件工藝 5 Bulk micromachining ~1960 F SFx+ Deep reactiveion etching ~1995 Surface micromachining ~1986 LIGA ~1978 MEMS加工技術的種類 6 ?大機械制造小機械，小機械制造微機械 ?日本為代表，與集成電路技術幾乎無法兼容 ? LIGA工藝 ? Lithograpie(光刻 )、 Galvanoformung(電鑄 ) Abformung(塑鑄 ) ? 德國為代表，利用同步輻射 X射線光刻技術，通過電鑄成型和塑鑄形成高深寬比微結構的方法。設備昂貴，需特制的 X射線掩模版，加工周期長，與集成電路兼容性差 ? 硅微機械加工工藝：體硅工藝和表面犧牲層工藝 ? 美國為代表，伴隨硅固態(tài)傳感器的研究、開發(fā)而在集成電路平面加工工藝基礎上發(fā)展起來的三維加工技術。針對微機械的微細加工也常被稱為硅微細加工 (Silicon Micromachining)，它是微傳感器、微致動器乃至 MEMS迅速發(fā)展的基礎技術。 ?它總體上可分為體加工和表面加工兩大類 IC工藝與 MEMS硅工藝的聯(lián)系 9
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