MEMS制作工藝-聲表面波器件的特點:
1.聲表面波具有極低的傳播速度和極短的波長,它們各自比相應的電磁波的傳播速度的波長小十萬倍。在VHF和UHF波段內,電磁波器件的尺寸是與波長相比擬的。同理,作為電磁器件的聲學模擬聲表面波器件SAW,它的尺寸也是和信號的聲波波長相比擬的。因此,在同一頻段上,聲表面波器件的尺寸比相應電磁波器件的尺寸減小了很多,重量也隨之大為減輕。
2.由于聲表面波系沿固體表面傳播,加上傳播速度極慢,這使得時變信號在給定瞬時可以完全呈現在晶體基片表面上。于是當信號在器件的輸入和輸出端之間行進時,就容易對信號進行取樣和變換。這就給聲表面波器件以極大的靈活性,使它能以非常簡單的方式去。完成其它技術難以完成或完成起來過于繁重的各種功能。
3.采用MEMS工藝,以鈮酸鋰LNO和鉭酸鋰LTO為例子的襯底,通過光刻(含EBL光刻)、鍍膜等微納米加工技術,實現的SAW器件,在聲表面器件的濾波、波束整形等方面提供了極大的工藝和性能支撐。 MEMS四種ICP-RIE刻蝕工藝的不同需求。中國臺灣MEMS微納米加工之超表面制作
MEMS制作工藝ICP深硅刻蝕:
在半導體制程中,單晶硅與多晶硅的刻蝕通常包括濕法刻蝕和干法刻蝕兩種方法各有優劣,各有特點。濕法刻蝕即利用特定的溶液與薄膜間所進行的化學反應來去除薄膜未被光刻膠掩膜覆蓋的部分,而達到刻蝕的目的。因為濕法刻蝕是利用化學反應來進行薄膜的去除,而化學反應本身不具方向性,因此濕法刻蝕過程為等向性。
濕法刻蝕過程可分為三個步驟:
1)化學刻蝕液擴散至待刻蝕材料之表面;
2)刻蝕液與待刻蝕材料發生化學反應;
3)反應后之產物從刻蝕材料之表面擴散至溶液中,并隨溶液排出。濕法刻蝕之所以在微電子制作過程中被采用乃由于其具有低成本、高可靠性、高產能及優越的刻蝕選擇比等優點。
但相對于干法刻蝕,除了無法定義較細的線寬外,濕法刻蝕仍有以下的缺點:1)需花費較高成本的反應溶液及去離子水:2)化學藥品處理時人員所遭遇的安全問題:3)光刻膠掩膜附著性問題;4)氣泡形成及化學腐蝕液無法完全與晶片表面接觸所造成的不完全及不均勻的刻蝕 江西新型MEMS微納米加工高壓 SOI 工藝實現芯片內高壓驅動與低壓控制集成,耐壓超 200V 并降低寄生電容 40%。
MEMS四種刻蝕工藝的不同需求:
1.體硅刻蝕:一些塊體蝕刻些微機電組件制造過程中需要蝕刻挖除較大量的Si基材,如壓力傳感器即為一例,即通過蝕刻硅襯底背面形成深的孔洞,但未蝕穿正面,在正面形成一層薄膜。還有其他組件需蝕穿晶圓,不是完全蝕透晶背而是直到停在晶背的鍍層上。基于Bosch工藝的一項特點,當要維持一個近乎于垂直且平滑的側壁輪廓時,是很難獲得高蝕刻率的。因此通常為達到很高的蝕刻率,一般避免不了伴隨產生具有輕微傾斜角度的側壁輪廓。不過當采用這類塊體蝕刻時,工藝中很少需要垂直的側壁。
2.準確刻蝕:精確蝕刻精確蝕刻工藝是專門為體積較小、垂直度和側壁輪廓平滑性上升為關鍵因素的組件而設計的。就微機電組件而言,需要該方法的組件包括微光機電系統及浮雕印模等。一般說來,此類特性要求,蝕刻率的均勻度控制是遠比蝕刻率重要得多。由于蝕刻劑在蝕刻反應區附近消耗率高,引發蝕刻劑密度相對降低,而在晶圓邊緣蝕刻率會相應地增加,整片晶圓上的均勻度問題應運而生。上述問題可憑借對等離子或離子轟擊的分布圖予以校正,從而達到均鐘刻的目的。
加速度傳感器是很早廣泛應用的MEMS之一。MEMS,作為一個機械結構為主的技術,可以通過設計使一個部件(圖中橙色部件)相對底座substrate產生位移(這也是絕大部分MEMS的工作原理),這個部件稱為質量塊(proofmass)。質量塊通過錨anchor,鉸鏈hinge,或彈簧spring與底座連接。鉸鏈或懸臂梁部分固定在底座。當感應到加速度時,質量塊相對底座產生位移。通過一些換能技術可以將位移轉換為電能,如果采用電容式傳感結構(電容的大小受到兩極板重疊面積或間距影響),電容大小的變化可以產生電流信號供其信號處理單元采樣。通過梳齒結構可以極大地擴大傳感面積,提高測量精度,降低信號處理難度。加速度計還可以通過壓阻式、力平衡式和諧振式等方式實現。SU8 硅片 / 石英片微流控模具加工技術,支持 6 英寸以下基板單套或套刻的高精度結構復制。
MEMS制作工藝-聲表面波器件的特點:
1.由于聲表面波器件是在單晶材料上用半導體平面工藝制作的,所以它具有很好的一致性和重復性,易于大量生產,而且當使用某些單晶材料或復合材料時,聲表面波器件具有極高的溫度穩定性。
2.聲表面波器件的抗輻射能力強,動態范圍很大,可達100dB。這是因為它利用的是晶體表面的彈性波而不涉及電子的遷移過程此外,在很多情況下,聲表面波器件的性能還遠遠超過了很好的電磁波器件所能達到的水平。比如用聲表面波可以作成時間-帶寬乘積大于五千的脈沖壓縮濾波器,在UHF頻段內可以作成Q值超過五萬的諧振腔,以及可以作成帶外抑制達70dB、頻率達1低Hz的帶通濾波器 MEMS超表面對光電場特性的調控是怎樣的?標準MEMS微納米加工之超表面制作
硅片、LN 等基板金屬電極加工工藝,通過濺射沉積與剝離技術實現微米級電極圖案化。中國臺灣MEMS微納米加工之超表面制作
MEMS特點:
1.微型化:MEMS器件體積小、重量輕、耗能低、慣性小、諧振頻率高、響應時間短。
2.以硅為主要材料,機械電器性能優良:硅的強度、硬度和楊氏模量與鐵相當,密度類似鋁,熱傳導率接近鉬和鎢。
3.批量生產:用硅微加工工藝在一片硅片上可同時制造成百上千個微型機電裝置或完整的MEMS。批量生產可降低生產成本。
4.集成化:可以把不同功能、不同敏感方向或致動方向的多個傳感器或執行器集成于一體,或形成微傳感器陣列、微執行器陣列,甚至把多種功能的器件集成在一起,形成復雜的微系統。微傳感器、微執行器和微電子器件的集成可制造出可靠性、穩定性很高的MEMS。
5.多學科交叉:MEMS涉及電子、機械、材料、制造、信息與自動控制、物理、化學和生物等多種學科,并集約了當今科學技術發展的許多成果。 中國臺灣MEMS微納米加工之超表面制作