微纳加工的关键技术有哪些

2021-10-11

据博研小编了解，典型的微纳加工技术主要划分为：硅基微纳加工技术和非硅基微纳加工技术。

(1)硅基材料微纳加工技术

目前主要的体硅工艺包括湿法SOG(玻璃上硅)工艺、干法SOG工艺、正面体硅工艺、SOI(绝缘体上硅)工艺等。体硅微纳加工技术的主要特点是对硅衬底材料的深刻蚀，可得到较大纵向尺寸可动微结构。

湿法SOG工艺

SOG工艺是通过阳极键合技术形成牢固的硅—氧键将硅圆片与玻璃圆片粘在一起硅作为MEMS器件的结构层玻璃作为MEMS器件的衬底层。

其结构层由浓硼层形成，对于各向异性的腐蚀液EDP、KOH或者TMAH，当硼掺杂原子浓度不小于1019原子/cm-3时,KOH腐蚀速率下降5～100倍(相对同样的单晶硅)，对于EDP腐蚀液,腐蚀速率下降250倍，利用各向异性腐蚀液对高掺杂层的低腐蚀速率特性达到腐蚀停止的目的。采用深反应离子刻蚀(DRIE)工艺在浓硼层上形成各种设计的MEMS结构再与玻璃键合,采用自停止腐蚀去除上层多余的单晶硅完成加工。

干法SOG工艺

基本工艺结构类似湿法SOG工艺，同湿法SOG工艺相比，干法SOG工艺主要变化在于去掉了浓硼掺杂与湿法腐蚀步骤，而是采用磨抛减薄的工艺形成MEMS芯片的结构层省去高温长时间硼掺杂会降低对结构层的损伤，也避免了有毒或者容易带来工艺沾污的湿法腐蚀步骤，这些也是干法SOG加工技术的优点。

与湿法SOG一样，干法SOG同样具有不利于与IC集成的缺点。干法SOG加工技术适合多种MEMS芯片的加工，如MEMS陀螺仪、MEMS加速度计、MEMS光开关、MEMS衰减器等。

(2)表面微纳加工技术

博研小编了解到表面微纳加工技术又叫表面牺牲层腐蚀技术，是在集成电路平面工艺基础上发展起来的一种MEMS工艺技术。主要通过在硅片上生长氧化硅、氮化硅、多晶硅等多层薄膜，并将其制作加工成MEMS的“机械”部分，然后使其局部与硅体部分分离，呈现可运动的机构。分离主要依靠牺牲层技术来完成MEMS器件的制作。

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