典型的mems微纳加工流程与步骤介绍

2021-08-25

博研小编要提醒大家，mems微纳加工工艺是指所有工艺都是在圆片表面进行的MEMS制造工艺。表面微加工中，采用低压化学气相淀积这一类方法来获得作为结构单元的薄膜。表面微加工工艺采用若干淀积层来制作结构，然后释放部件，允许它们做横向和纵向的运动，从而形成MEMS执行器。

常见的mems微纳加工材料是LPVCD淀积的多晶硅，多晶硅性能稳定且各向同性，通过仔细控制淀积工艺可以很好的控制薄膜应力。此外，表面微加工工艺与集成电路生产工艺兼容，且集成度较高。

下面结合北京大学微系统所的MEMS标准工艺，以一个MEMS中主要的结构为例介绍一下mems微纳加工工艺的具体流程：

1.硅片准备

2.热氧生长二氧化硅(SiO2)作为绝缘层

3.LPCVD淀积氮化硅(Si3N4)作为绝缘及抗蚀层

4.LPCVD淀积多晶硅1(POLY1)作为底电极

5.多晶硅掺杂及退火

6.光刻及腐蚀POLY1，图形转移得到POLY1图形

7.LPCVD磷硅玻璃(PSG)作为牺牲层

8.光刻及腐蚀PSG，图形转移得到BUMP图形

9.光刻及腐蚀PSG形成锚区

10.LPCVD淀积多晶硅2(POLY2)作为结构层

11.多晶硅掺杂及退火

12.光刻及腐蚀POLY2，图形转移得到POLY2结构层图形

13.溅射铝金属(Al)层

14.光刻及腐蚀铝层，图形转移得到金属层图形

15.释放得到活动的结构

至此，我们利用mems微纳加工工艺完成了一个结构的制作。这个工艺流程中共有五块掩膜版，分别是：

1.POLY1，用的是阳版，形成的多晶用来提供机械层的电学连接，地极板或屏蔽电极;

2.BUMP，用的是阴版，在牺牲层上形成凹槽，使得以后形成的多晶硅机械层上出现小突起，减小在释放过程或工作过程中机械层与衬底的接触面积，起一定的抗粘附作用;

3.ANCHOR，用的是阴版，在牺牲层上刻孔，形成机械层在衬底上的支柱，并提供电学连接;

4.POLY2，用的是阳版，用来形成多晶硅机械结构;

5.METAL，用的是阳版，用来形成电连接或测试接触。

典型的mems微纳加工步骤即为以上这些，博研小编认为其他结构的加工过程也可以以此类推。

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