MEMS半导体器件加工步骤

时间:2022年11月07日 来源:

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。掺杂原子的注入所造成的晶圆损伤会被热处理修复,这称为退火,温度一般在1000℃左右。MEMS半导体器件加工步骤

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光刻过程:首先,通过金属化过程,在硅衬底上布置一层只数纳米厚的金属层。然后在这层金属上覆上一层光刻胶。这层光阻剂在曝光(一般是紫外线)后可以被特定溶液(显影液)溶解。使特定的光波穿过光掩膜照射在光刻胶上,可以对光刻胶进行选择性照射(曝光)。然后使用前面提到的显影液,溶解掉被照射的区域,这样,光掩模上的图形就呈现在光刻胶上。通常还将通过烘干措施,改善剩余部分光刻胶的一些性质。上述步骤完成后,就可以对衬底进行选择性的刻蚀或离子注入过程,未被溶解的光刻胶将保护衬底在这些过程中不被改变。刻蚀或离子注入完成后,将进行光刻的较后一步,即将光刻胶去除,以方便进行半导体器件制造的其他步骤。通常,半导体器件制造整个过程中,会进行很多次光刻流程。生产复杂集成电路的工艺过程中可能需要进行多达50步光刻,而生产薄膜所需的光刻次数会少一些。MEMS半导体器件加工步骤表面硅MEMS加工工艺成熟,与IC工艺兼容性好。

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在MEMS制程中,刻蚀就是用化学的、物理的或同时使用化学和物理的方法,在光刻的基础上有选择地进行图形的转移。刻蚀技术主要分为干法刻蚀与湿法刻蚀。干法刻蚀主要利用反应气体与等离子体进行刻蚀;以FATRIUTC为例,在MEMS制造中的ICP刻蚀机主要用来刻蚀Si、Si3N4、SiO2等。湿法刻蚀主要利用化学试剂与被刻蚀材料发生化学反应进行刻蚀;以FATRIUTC的MEMS制程为例,在湿法槽进行湿法刻蚀的对象有SiO2、Si3N4、金属、光刻胶等,晶圆作业中的清洗步骤也需在湿法槽中进行。

随着信息技术、光通信技术的迅猛发展,MEMS发展的又一领域是与光学相结合,即综合微电子、微机械、光电子技术等基础技术,开发新型光器件,称为微光机电系统(MOEMS)。它能把各种MEMS结构件与微光学器件、光波导器件、半导体激光器件、光电检测器件等完整地集成在一起。形成一种全新的功能系统。MOEMS具有体积小、成本低、可批量生产、可精确驱动和控制等特点。较成功的应用科学研究主要集中在两个方面:一是基于MOEMS的新型显示、投影设备,主要研究如何通过反射面的物理运动来进行光的空间调制,典型表示为数字微镜阵列芯片和光栅光阀:二是通信系统,主要研究通过微镜的物理运动来控制光路发生预期的改变,较成功的有光开关调制器、光滤波器及复用器等光通信器件。MOEMS是综合性和学科交叉性很强的高新技术,开展这个领域的科学技术研究,可以带动大量的新概念的功能器件开发。二极管的主要原理就是利用PN结的单向导电性,在PN结上加上引线和封装就成了一个二极管。

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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。二极管就是由一个PN结加上相应的电极引线及管壳封装而成的。山东半导体器件加工费用

表面硅MEMS加工工艺主要是以不同方法在衬底表面加工不同的薄膜。MEMS半导体器件加工步骤

用硅片制造晶片主要是制造晶圆上嵌入电子元件(如电晶体、电容、逻辑闸等)的电路,这是所需技术较复杂、投资较大的工艺。作为一个例子,单片机的加工工序多达几百道,而且需要的加工设备也比较先进,成本较高。尽管细节处理程序会随着产品类型和使用技术的改变而发生变化,但是它的基本处理步骤通常是晶圆片首先进行适当的清洗,然后经过氧化和沉淀处理,较后通过多次的微影、蚀刻和离子植入等步骤,较终完成了晶圆上电路的加工和制造。MEMS半导体器件加工步骤

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