微透镜半导体器件加工设计

传感MEMS技术是指用微电子微机械加工出来的、用敏感元件如电容、压电、压阻、热电耦、谐振、隧道电流等来感受转换电信号的器件和系统。它包括速度、压力、湿度、加速度、气体、磁、光、声、生物、化学等各种传感器，按种类分主要有:面阵触觉传感器、谐振力敏感传感器、微型加速度传感器、真空微电子传感器等。传感器的发展方向是阵列化、集成化、智能化。由于传感器是人类探索自然界的触角，是各种自动化装置的神经元，且应用领域普遍，未来将备受世界各国的重视。光刻工艺的基本流程是首先是在晶圆（或衬底）表面涂上一层光刻胶并烘干。微透镜半导体器件加工设计

晶圆的制作工艺流程：硅提纯：将沙石原料放入一个温度约为2000℃，并且有碳源存在的电弧熔炉中，在高温下，碳和沙石中的二氧化硅进行化学反应(碳与氧结合，剩下硅)，得到纯度约为98%的纯硅，又称作冶金级硅，这对微电子器件来说不够纯，因为半导体材料的电学特性对杂质的浓度非常敏感，因此对冶金级硅进行进一步提纯：将粉碎的冶金级硅与气态的氯化氢进行氯化反应，生成液态的硅烷，然后通过蒸馏和化学还原工艺，得到了高纯度的多晶硅，其纯度高达99.99%，成为电子级硅。四川半导体器件加工设计从硅圆片制成一个一个的半导体器件，按大工序可分为前道工艺和后道工艺。

微机械是指利用半导体技术（特别是平板印制术，蚀刻技术）设计和制造微米领域的三维力学系统，以及微米尺度的力学元件的技术。它开辟了制造集成到硅片上的微米传感器和微米电机的崭新可能性。微机械加工技术的迅速发展导致了微执行器的诞生。人们在实践中认识到，硅材料不只有优异的电学和光学性质。微机械加工技术的出现，使得制作硅微机械部件成为可能。MEMS器件芯片制造与封装统一考虑。MEMS器件与集成电路芯片的主要不同在于：MEMS器件芯片一般都有活动部件，比较脆弱，在封装前不利于运输。所以，MEMS器件芯片制造与封装应统一考虑。封装技术是MEMS的一个重要研究领域，几乎每次MEMS国际会议都对封装技术进行专题讨论。

半导体器件生产工艺说明：①铸锭：首先需要加热砂以分离一氧化碳和硅，重复该过程，直到获得超高纯电子级硅（EG-Si）。高纯度硅熔化成液体，然后凝固成单晶固体形式，称为“锭”，这是半导体制造的第一步。硅锭（硅柱）的制造精度非常高，达到纳米级。②铸锭切割：上一步完成后，需要用金刚石锯将锭的两端切掉，然后切成一定厚度的片。锭片的直径决定了晶片的尺寸。更大更薄的晶圆可以分成更多的单元，这有助于降低生产成本。切割硅锭后，需要在切片上加上“平坦区域”或“缩进”标记，以便在后续步骤中以此为标准来设定加工方向。蚀刻技术把对光的应用推向了极限。

半导体元器件的制备首先要有较基本的材料——硅晶圆，通过在硅晶圆上制作电路与电子元件（如电晶体、电容体、逻辑闸等），为上述各制程中所需技术较复杂且资金投入较多的过程。由于芯片是高精度的产品，因此对制造环境有很高的要求，其所需制造环境为为一温度、湿度与含尘均需控制的无尘室。此外，一枚芯片所需处理步骤可达数百道，而且使用的加工机台先进且昂贵，动辄数千万一台，虽然详细的处理程序是随著产品种类与所使用的技术有关；不过其基本处理步骤通常是晶圆先经过适当的清洗之後，接着进行氧化及沈积，较後进行微影、蚀刻及离子植入等反覆步骤，以完成晶圆上电路的加工与制作。MEMS采用类似集成电路(IC)的生产工艺和加工过程。微透镜半导体器件加工设计

表面硅MEMS加工工艺成熟，与IC工艺兼容性好。微透镜半导体器件加工设计

单晶硅是从大自然丰富的硅原料中提纯制造出多晶硅，再通过区熔或直拉法生产出区熔单晶或直拉单晶硅，进一步形成硅片、抛光片、外延片等。直拉法生长出的单晶硅，用在生产低功率的集成电路元件。而区熔法生长出的单晶硅则主要用在高功率的电子元件。直拉法加工工艺：加料→熔化→缩颈生长→放肩生长→等径生长→尾部生长，长完的晶棒被升至上炉室冷却一段时间后取出，即完成一次生长周期。悬浮区熔法加工工艺：先从上、下两轴用夹具精确地垂直固定棒状多晶锭。用电子轰击、高频感应或光学聚焦法将一段区域熔化，使液体靠表面张力支持而不坠落。移动样品或加热器使熔区移动。这种方法不用坩埚，能避免坩埚污染，因而可以制备很纯的单晶，也可采用此法进行区熔。微透镜半导体器件加工设计

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