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1、研究生系列课程研究生系列课程半导体微纳加工技术半导体微纳加工技术MEMS器件及相关加工技术器件及相关加工技术电话：电话：Email：1研究生系列课程研究生系列课程- -半导体微纳加工技术半导体微纳加工技术主要内容主要内容MEMS概述概述MEMS相关工艺介绍相关工艺介绍MEMS器件工艺设计器件工艺设计总结总结研究生系列课程研究生系列课程-半导体微纳加工技术半导体微纳加工技术研究生系列课程研究生系列课程-半导体微纳加工技术半导体微纳加工技术2研究生系列课程研究生系列课程-半导体微纳加工技术半导体微纳加工技术- Micro-electro-mechanical-system微电子机械系统微电子机械系
2、统- 把信息传感、处理，机械执行机把信息传感、处理，机械执行机构以及其他一些微器件，按照集成电构以及其他一些微器件，按照集成电路的制造原则，以高密度，低成本的路的制造原则，以高密度，低成本的方式集成在一个微系统中。方式集成在一个微系统中。研究生系列课程研究生系列课程-半导体微纳加工技术半导体微纳加工技术研究生系列课程研究生系列课程-半导体微纳加工技术半导体微纳加工技术什么是什么是MEMS?3研究生系列课程研究生系列课程-半导体微纳加工技术半导体微纳加工技术研究生系列课程研究生系列课程-半导体微纳加工技术半导体微纳加工技术 MEMS的主要特点的主要特点MEMS器件的优点是器件的优点是体积小体积小
3、、重量轻、性能稳定，、重量轻、性能稳定，通过通过IC等工艺可批量生产等工艺可批量生产，成本低，性能一致性，成本低，性能一致性好，好，功耗低功耗低，谐振频率高，响应时间短，综合集，谐振频率高，响应时间短，综合集成度高，附加值高，具有多种能量转化、传输等成度高，附加值高，具有多种能量转化、传输等功能，包括力、热、声、磁及化学、生物能等。功能，包括力、热、声、磁及化学、生物能等。 微机电学作为一门新兴的交叉学科，涉及到许多微机电学作为一门新兴的交叉学科，涉及到许多科学技术领域，包括机械学、电工学、电子学、科学技术领域，包括机械学、电工学、电子学、化学、计算机科学、材料学、通讯、控制等方面。化学、计算
4、机科学、材料学、通讯、控制等方面。研究人员需要对这些学科领域有广泛的、深入的研究人员需要对这些学科领域有广泛的、深入的了解，微机电系统才有可能逐步走向应用。了解，微机电系统才有可能逐步走向应用。4MEMS工艺的可重复性工艺的可重复性MEMS产品性能的稳定性和可靠性产品性能的稳定性和可靠性MEMS产品的成品率产品的成品率MEMS产品的封装和测试产品的封装和测试MEMS器件与电路集成形成微系统器件与电路集成形成微系统MEMS发展面临的机遇和挑战发展面临的机遇和挑战研究生系列课程研究生系列课程-半导体微纳加工技术半导体微纳加工技术研究生系列课程研究生系列课程-半导体微纳加工技术半导体微纳加工技术5惯
5、性惯性MEMS器件器件 RF MEMS器件器件 NEMS器件和新型材料器件和新型材料MEMS器件器件MEMS器件的发展器件的发展研究生系列课程研究生系列课程-半导体微纳加工技术半导体微纳加工技术研究生系列课程研究生系列课程-半导体微纳加工技术半导体微纳加工技术6从科幻到现实从科幻到现实科幻科幻奇异的旅行奇异的旅行内窥镜手术内窥镜手术安全气囊安全气囊微管道机器人微管道机器人研究生系列课程研究生系列课程-半导体微纳加工技术半导体微纳加工技术研究生系列课程研究生系列课程-半导体微纳加工技术半导体微纳加工技术7研究生系列课程研究生系列课程-半导体微纳加工技术半导体微纳加工技术研究生系列课程研究生系列课
6、程-半导体微纳加工技术半导体微纳加工技术Wireless Sensor NetworksMasterModuleMulti sensorModuleImplantedBio-medicalmoduleRS-23210-100mInternet8What Is MEMS? Application AreasBiosensorsBiomedical imagingLab-on-chip Micro-pumps, Chemical sensorsMicro fluidicsMass spectroscopyInertial sensorsGas sensorsPressure, liquid lev
7、el, MicromirrorsAll-optical switchesMicrophonesMicrospeakersMicromirrorsInertial sensorsBiomedical imaging9惯性惯性MEMS器件在汽车业中的应用（包括微陀螺、加速器件在汽车业中的应用（包括微陀螺、加速度计、压力传感器）度计、压力传感器）研究生系列课程研究生系列课程-半导体微纳加工技术半导体微纳加工技术研究生系列课程研究生系列课程-半导体微纳加工技术半导体微纳加工技术10研究生系列课程研究生系列课程-半导体微纳加工技术半导体微纳加工技术研究生系列课程研究生系列课程-半导体微纳加工技术半导体微
8、纳加工技术MEMS 分类分类11What Is MEMS? Renowned ExamplesqMicromirror arrays for compact projectorsqAccelerometers for automotive airbagsqMicromirrors for optical switchingqMany othersmicrostructuresTexas InstrumentsDigital Micromirror DeviceAnalog DevicesAccelerometerLucent Technologys2D micromirror for opti
9、cal switch12研究生系列课程研究生系列课程-半导体微纳加工技术半导体微纳加工技术研究生系列课程研究生系列课程-半导体微纳加工技术半导体微纳加工技术微型传感器微型传感器13研究生系列课程研究生系列课程-半导体微纳加工技术半导体微纳加工技术研究生系列课程研究生系列课程-半导体微纳加工技术半导体微纳加工技术加速度传感器加速度传感器14AccelerometerSense fingersAnchorProof massSpringsSelf-test actuatorsCurl matching frameproof massyxzTri-axis microstageThin-film z
10、-axis accelerometerDRIE z-axis accelerometer15研究生系列课程研究生系列课程-半导体微纳加工技术半导体微纳加工技术研究生系列课程研究生系列课程-半导体微纳加工技术半导体微纳加工技术微陀螺仪微陀螺仪J. Micromech. Microeng. 18 (2008) 115014 N-C Tsai and C-Y Sue16研究生系列课程研究生系列课程-半导体微纳加工技术半导体微纳加工技术研究生系列课程研究生系列课程-半导体微纳加工技术半导体微纳加工技术微型执行器微型执行器17研究生系列课程研究生系列课程-半导体微纳加工技术半导体微纳加工技术研究生系列课
11、程研究生系列课程-半导体微纳加工技术半导体微纳加工技术微型电磁马达微型电磁马达18研究生系列课程研究生系列课程-半导体微纳加工技术半导体微纳加工技术研究生系列课程研究生系列课程-半导体微纳加工技术半导体微纳加工技术Electrostatic Motors19研究生系列课程研究生系列课程-半导体微纳加工技术半导体微纳加工技术研究生系列课程研究生系列课程-半导体微纳加工技术半导体微纳加工技术Hydraulic actuators20研究生系列课程研究生系列课程-半导体微纳加工技术半导体微纳加工技术研究生系列课程研究生系列课程-半导体微纳加工技术半导体微纳加工技术vaporizermicrofabr
12、icated nozzle plate with 1200 5m nozzles, using deep reactive ion etching21研究生系列课程研究生系列课程-半导体微纳加工技术半导体微纳加工技术研究生系列课程研究生系列课程-半导体微纳加工技术半导体微纳加工技术Nozzle SiO2 thermal oxide nozzle2 m10 m Nozzle aperture: 3.8 m用于生物、医疗领域22微镊子微镊子研究生系列课程研究生系列课程-半导体微纳加工技术半导体微纳加工技术研究生系列课程研究生系列课程-半导体微纳加工技术半导体微纳加工技术23微型光学元件微型光学元件
13、研究生系列课程研究生系列课程-半导体微纳加工技术半导体微纳加工技术研究生系列课程研究生系列课程-半导体微纳加工技术半导体微纳加工技术24微型光学元件微型光学元件研究生系列课程研究生系列课程-半导体微纳加工技术半导体微纳加工技术研究生系列课程研究生系列课程-半导体微纳加工技术半导体微纳加工技术25研究生系列课程研究生系列课程-半导体微纳加工技术半导体微纳加工技术研究生系列课程研究生系列课程-半导体微纳加工技术半导体微纳加工技术MEMS Variable Attenuator26研究生系列课程研究生系列课程-半导体微纳加工技术半导体微纳加工技术研究生系列课程研究生系列课程-半导体微纳加工技术半导体
14、微纳加工技术Variable Optical Attenuator27研究生系列课程研究生系列课程-半导体微纳加工技术半导体微纳加工技术研究生系列课程研究生系列课程-半导体微纳加工技术半导体微纳加工技术Latching 2x2 Fiber Optics Switch(Contract OCLI/JDS Uniphase)28研究生系列课程研究生系列课程-半导体微纳加工技术半导体微纳加工技术研究生系列课程研究生系列课程-半导体微纳加工技术半导体微纳加工技术Fourier Transform Spectrometer29研究生系列课程研究生系列课程-半导体微纳加工技术半导体微纳加工技术研究生系列课
15、程研究生系列课程-半导体微纳加工技术半导体微纳加工技术Fourier Transform Spectrometer30研究生系列课程研究生系列课程-半导体微纳加工技术半导体微纳加工技术研究生系列课程研究生系列课程-半导体微纳加工技术半导体微纳加工技术The Mars AFM-ChipSupport beamBonding padsReference resistor12Piezo-resistive levers with Si-tips (1) and diamond tips (2),support beams and reference resistor of the Mars AFM3
16、1Electrostatic Micromirrorq1mm x 1mm mirrorq Radius of curvature: 50 mmqCurled combs designed to obtain bi-directional rotationqComb pairs placed to achieve differential torque and cancel z displacementqZ-actuators included to adjust z-motion1B1A2B1B1A2B2A2AanchoranchorZ-actuator+-VF+-VF32VCOsVCORF
17、FiltersIF FiltersAnalog SectionDigital SectionPACritical to miniaturize discrete analog components33研究生系列课程研究生系列课程-半导体微纳加工技术半导体微纳加工技术研究生系列课程研究生系列课程-半导体微纳加工技术半导体微纳加工技术RF MEMS ResonatorsClark NguyenU. of MichiganEquivalent Electrical ModelLr = 40.8 m mmWr = 8 m mmh = 2 m mmLc = 20.35 m mmWc = 0.75 m m
18、mXo = 0.1 m mm34研究生系列课程研究生系列课程-半导体微纳加工技术半导体微纳加工技术研究生系列课程研究生系列课程-半导体微纳加工技术半导体微纳加工技术RF MEMS ResonatorsClark NguyenU. of Michigan35研究生系列课程研究生系列课程-半导体微纳加工技术半导体微纳加工技术研究生系列课程研究生系列课程-半导体微纳加工技术半导体微纳加工技术RF MEMS SwitchesCharles GoldsmithRaytheon TI Systems36研究生系列课程研究生系列课程-半导体微纳加工技术半导体微纳加工技术研究生系列课程研究生系列课程-半导体微
19、纳加工技术半导体微纳加工技术MEMS Tunable Capacitors37研究生系列课程研究生系列课程-半导体微纳加工技术半导体微纳加工技术研究生系列课程研究生系列课程-半导体微纳加工技术半导体微纳加工技术RF MEMS应用领域应用领域3839Sensor Chip研究生系列课程研究生系列课程-半导体微纳加工技术半导体微纳加工技术研究生系列课程研究生系列课程-半导体微纳加工技术半导体微纳加工技术40微型挖土机微型挖土机研究生系列课程研究生系列课程-半导体微纳加工技术半导体微纳加工技术研究生系列课程研究生系列课程-半导体微纳加工技术半导体微纳加工技术41微型苍蝇微型苍蝇研究生系列课程研究生系
20、列课程-半导体微纳加工技术半导体微纳加工技术研究生系列课程研究生系列课程-半导体微纳加工技术半导体微纳加工技术42微型飞机微型飞机研究生系列课程研究生系列课程-半导体微纳加工技术半导体微纳加工技术研究生系列课程研究生系列课程-半导体微纳加工技术半导体微纳加工技术43微型飞机微型飞机研究生系列课程研究生系列课程-半导体微纳加工技术半导体微纳加工技术研究生系列课程研究生系列课程-半导体微纳加工技术半导体微纳加工技术44研究生系列课程研究生系列课程-半导体微纳加工技术半导体微纳加工技术研究生系列课程研究生系列课程-半导体微纳加工技术半导体微纳加工技术What is MEMS?Why?How? 小小
21、结结45研究生系列课程研究生系列课程-半导体微纳加工技术半导体微纳加工技术研究生系列课程研究生系列课程-半导体微纳加工技术半导体微纳加工技术休息休息10分钟分钟46MEMS basic technologyqBulk micromachiningqSurface micromachiningWet etchSubstrateSacrificial layerstructural layerMicromotorDRIEDRIE: deep reactive ion etch47研究生系列课程研究生系列课程-半导体微纳加工技术半导体微纳加工技术研究生系列课程研究生系列课程-半导体微纳加工技术半导体
22、微纳加工技术Surface MicromachiningBulk MicromachiningTrenchBridgeCantileversWafer SurfaceCavityNozzleMembraneMEMS基本工艺基本工艺48MEMS工艺选择工艺选择体硅加工工艺体硅加工工艺 - 直接，制备流程固定直接，制备流程固定 -工艺成本低，单材料损耗高工艺成本低，单材料损耗高 -适于简单图形，如压力传感器、加速度计和一些执行器适于简单图形，如压力传感器、加速度计和一些执行器 -容积率小，表面尺寸大于底部尺寸容积率小，表面尺寸大于底部尺寸表面表面MEMS加工工艺加工工艺 -要在衬底上沉积多层结构要
23、在衬底上沉积多层结构 -工艺复杂，成本高工艺复杂，成本高 - 牺牲层工艺，存在应力不匹配和粘连问题牺牲层工艺，存在应力不匹配和粘连问题 - 优点：不受优点：不受Si片厚度限制，薄膜材料选择范围大，适于片厚度限制，薄膜材料选择范围大，适于图形复杂的器件，如梳齿结构等。图形复杂的器件，如梳齿结构等。研究生系列课程研究生系列课程-半导体微纳加工技术半导体微纳加工技术研究生系列课程研究生系列课程-半导体微纳加工技术半导体微纳加工技术49研究生系列课程研究生系列课程-半导体微纳加工技术半导体微纳加工技术研究生系列课程研究生系列课程-半导体微纳加工技术半导体微纳加工技术MEMS工艺概述工艺概述50研究生系
24、列课程研究生系列课程-半导体微纳加工技术半导体微纳加工技术研究生系列课程研究生系列课程-半导体微纳加工技术半导体微纳加工技术MEMS工艺与IC工艺对比IC工艺：工艺：MOS（N、P、C、硅栅、铝栅）、双极、硅栅、铝栅）、双极、BiMOS。平面薄膜工艺、种类少（晶体管）、电。平面薄膜工艺、种类少（晶体管）、电学处理功能（处理、存储、互连等）学处理功能（处理、存储、互连等）MEMS工艺：工艺： 种类多种类多Sensor and Actuator(力、热、光、力、热、光、磁、马达、泵、阀等）磁、马达、泵、阀等） 工艺繁多，各有特点工艺繁多，各有特点 强调纵向加工强调纵向加工 有活动部件有活动部件51
25、研究生系列课程研究生系列课程-半导体微纳加工技术半导体微纳加工技术研究生系列课程研究生系列课程-半导体微纳加工技术半导体微纳加工技术MEMS工艺的特殊考虑工艺的特殊考虑双面光刻双面光刻键合及对准键合：键合及对准键合：Si/Si、Si/玻璃玻璃DRIE 体硅腐蚀工艺体硅腐蚀工艺Au等金属工艺：连线、键合等金属工艺：连线、键合对衬底的新要求：粗糙度等对衬底的新要求：粗糙度等厚膜淀积与刻蚀（厚膜淀积与刻蚀（IC：500nm, MEMS: 2微米）微米）结构释放技术结构释放技术52MEMS的特殊工艺的特殊工艺-体硅腐蚀工艺体硅腐蚀工艺-晶面键合工艺晶面键合工艺- 双面光刻双面光刻研究生系列课程研究生系
26、列课程-半导体微纳加工技术半导体微纳加工技术研究生系列课程研究生系列课程-半导体微纳加工技术半导体微纳加工技术53研究生系列课程研究生系列课程-半导体微纳加工技术半导体微纳加工技术研究生系列课程研究生系列课程-半导体微纳加工技术半导体微纳加工技术体硅腐蚀工艺体硅腐蚀工艺54研究生系列课程研究生系列课程-半导体微纳加工技术半导体微纳加工技术研究生系列课程研究生系列课程-半导体微纳加工技术半导体微纳加工技术各向异性腐蚀各向异性腐蚀对于一些特定的腐蚀液，硅单晶不同晶面对于一些特定的腐蚀液，硅单晶不同晶面腐蚀速率不同，表现出各向异性腐蚀特性。腐蚀速率不同，表现出各向异性腐蚀特性。各向异性腐蚀液：各向异
27、性腐蚀液：KOH水溶液水溶液 邻苯二酚邻苯二酚-乙二胺乙二胺-水（水（EPW） 四甲基氢氧化胺水溶液（四甲基氢氧化胺水溶液（TMAHW)特点：（特点：（111）晶面腐蚀速率低）晶面腐蚀速率低55研究生系列课程研究生系列课程-半导体微纳加工技术半导体微纳加工技术研究生系列课程研究生系列课程-半导体微纳加工技术半导体微纳加工技术 腐蚀液：强碱溶液如KOH。TMAH溶液。 掩蔽层：LPCVD氮化硅热氧化二氧化硅。 晶向选择 腐蚀窗口尺寸设计Anisotropic Etch56研究生系列课程研究生系列课程-半导体微纳加工技术半导体微纳加工技术研究生系列课程研究生系列课程-半导体微纳加工技术半导体微纳加
28、工技术各向异性圆孔形成工艺介绍各向异性圆孔形成工艺介绍57研究生系列课程研究生系列课程-半导体微纳加工技术半导体微纳加工技术研究生系列课程研究生系列课程-半导体微纳加工技术半导体微纳加工技术键合工艺键合工艺高温硅直接键合工艺高温硅直接键合工艺 -硅硅-硅、硅硅、硅-二氧化硅通过高温处理直接键合。二氧化硅通过高温处理直接键合。特点：高温、样品表面要求高。形成特点：高温、样品表面要求高。形成SOI样片。样片。静电键合工艺静电键合工艺 -金属、合金或半导体与玻璃直接键合。金属、合金或半导体与玻璃直接键合。特点：温度、静电，样片表面要求高。为了避免结构吸附，特点：温度、静电，样片表面要求高。为了避免结
29、构吸附，设计时不同电极穿过划片线连接在一起，处于等电位，划设计时不同电极穿过划片线连接在一起，处于等电位，划片时断开。片时断开。金硅共熔键合工艺金硅共熔键合工艺 -400度左右，样片表面要求一般，额外增加工艺，键合度左右，样片表面要求一般，额外增加工艺，键合强度一般。强度一般。用途用途 器件支撑、封装器件支撑、封装58研究生系列课程研究生系列课程-半导体微纳加工技术半导体微纳加工技术研究生系列课程研究生系列课程-半导体微纳加工技术半导体微纳加工技术原理：原理： 硼硅玻璃、磷硅玻璃在一定温度硼硅玻璃、磷硅玻璃在一定温度下软化，行为类似电解质，外加下软化，行为类似电解质，外加电压下，正离子（电压下
30、，正离子（Na）向阴极漂）向阴极漂移，在阳极形成空间电荷区，外移，在阳极形成空间电荷区，外加电压落于空间电荷区，漂移停加电压落于空间电荷区，漂移停止止 如硅接阳极，玻璃接阴极，硅玻如硅接阳极，玻璃接阴极，硅玻璃接触，在界面形成的负空间电璃接触，在界面形成的负空间电荷区与硅发生化学反应，形成化荷区与硅发生化学反应，形成化学键学键Si-O-Si，完成键合，完成键合可通过检测电流监测键合是否完可通过检测电流监测键合是否完成成静电键合工艺静电键合工艺Temperature: 200C-500CEnvironment: vacuum, air and inert gasVoltage: 500-1500
31、V59研究生系列课程研究生系列课程-半导体微纳加工技术半导体微纳加工技术研究生系列课程研究生系列课程-半导体微纳加工技术半导体微纳加工技术压力传感器制作压力传感器制作60 MEMS工艺设计考虑工艺设计考虑研究生系列课程研究生系列课程-半导体微纳加工技术半导体微纳加工技术研究生系列课程研究生系列课程-半导体微纳加工技术半导体微纳加工技术61研究生系列课程研究生系列课程-半导体微纳加工技术半导体微纳加工技术研究生系列课程研究生系列课程-半导体微纳加工技术半导体微纳加工技术MEMS常用材料衬底：衬底：Si、镓砷、锗、石英、碳化硅、聚酰亚胺、镓砷、锗、石英、碳化硅、聚酰亚胺等。等。结构材料：单晶结构材
32、料：单晶Si、多晶、多晶Si、氮化硅、氧化硅、氮化硅、氧化硅、碳化硅等。碳化硅等。金属材料：金属材料：Cr、Au、W、Ti、Al、Ni、Pt等。等。如何选择材料：如何选择材料： 性能参数：杨氏模量、应力、电阻率、热膨胀系数、热导性能参数：杨氏模量、应力、电阻率、热膨胀系数、热导率等。率等。 淀积温度：遵循从高到低的原则。淀积温度：遵循从高到低的原则。 功能材料考虑：压阻效应、压电效应、热阻效应等。功能材料考虑：压阻效应、压电效应、热阻效应等。62清洗工艺清洗工艺C处理：大部分半导体材料处理：大部分半导体材料 硫酸、氨水、盐酸、双氧水硫酸、氨水、盐酸、双氧水 有机清洗：样品表面有金属或功能材料有
33、机清洗：样品表面有金属或功能材料 三氯乙烯、丙酮、无水乙醇三氯乙烯、丙酮、无水乙醇每步工艺前都应经过严格的清洗！每步工艺前都应经过严格的清洗！研究生系列课程研究生系列课程-半导体微纳加工技术半导体微纳加工技术研究生系列课程研究生系列课程-半导体微纳加工技术半导体微纳加工技术63研究生系列课程研究生系列课程-半导体微纳加工技术半导体微纳加工技术研究生系列课程研究生系列课程-半导体微纳加工技术半导体微纳加工技术光光 刻（一）刻（一）对版标记设计宗旨：了解光刻原理，方便光刻人员对版。对版标记设计宗旨：了解光刻原理，方便光刻人员对版。 -标记大小：非透光对版标记要略小于原对版标记，标记大小：非透光对版
34、标记要略小于原对版标记，阴版对版标记要开窗口。阴版对版标记要开窗口。 - 标记上方或下方写上版号。标记上方或下方写上版号。 - 第一步光刻工艺留下所有的对版标记，一般通过腐第一步光刻工艺留下所有的对版标记，一般通过腐蚀得到。蚀得到。 - 如果第一版留下的对版标记上覆盖了较厚的薄膜，如果第一版留下的对版标记上覆盖了较厚的薄膜，在开窗口的工艺中尽量开出来。在开窗口的工艺中尽量开出来。 - 对光刻工艺要求较高的细小图形，要做出相应的检对光刻工艺要求较高的细小图形，要做出相应的检验图形。验图形。64研究生系列课程研究生系列课程-半导体微纳加工技术半导体微纳加工技术研究生系列课程研究生系列课程-半导体微
35、纳加工技术半导体微纳加工技术光刻（二）光刻（二）背面光刻背面光刻 -做版时注明为背面光刻版，镜面反相做版时注明为背面光刻版，镜面反相180度，度，左右对版标记间距要在光刻机的镜头范围之内。左右对版标记间距要在光刻机的镜头范围之内。 台面光刻台面光刻 - 样片表面高度差较大时，用到厚胶光刻工艺，样片表面高度差较大时，用到厚胶光刻工艺，设计容差增加。设计容差增加。KOH腐蚀相关腐蚀相关 -补偿角、划片槽（贯穿深腐蚀用虚线），对补偿角、划片槽（贯穿深腐蚀用虚线），对准标记要远小于正式图形。准标记要远小于正式图形。65光刻工艺考虑光刻工艺考虑光刻胶选择：光刻胶选择： -正胶、负胶、反刻胶正胶、负胶、反
36、刻胶 - 厚胶、薄胶厚胶、薄胶 -金属胶、高温胶金属胶、高温胶胶厚设计：胶厚设计： -腐蚀工艺，干法刻蚀由刻蚀选择比决定，腐蚀工艺，干法刻蚀由刻蚀选择比决定， 湿法腐蚀一般湿法腐蚀一般1-2微米左右。微米左右。 -剥离，倒台阶，金属厚度剥离，倒台阶，金属厚度3倍倍金属图形化：金属图形化：腐蚀腐蚀or剥离剥离容差设计：容差设计：光刻胶覆盖部分图形尺寸略小光刻胶覆盖部分图形尺寸略小研究生系列课程研究生系列课程-半导体微纳加工技术半导体微纳加工技术研究生系列课程研究生系列课程-半导体微纳加工技术半导体微纳加工技术66研究生系列课程研究生系列课程-半导体微纳加工技术半导体微纳加工技术研究生系列课程研究
37、生系列课程-半导体微纳加工技术半导体微纳加工技术腐蚀工艺腐蚀工艺干法刻蚀：图形传递精确，不受材料限制，用于干法刻蚀：图形传递精确，不受材料限制，用于释放工艺时没有粘连。但工艺成本较高，对样品释放工艺时没有粘连。但工艺成本较高，对样品表面有等离子体损伤。表面有等离子体损伤。湿法腐蚀：普通材料有相应的腐蚀液。受材料限湿法腐蚀：普通材料有相应的腐蚀液。受材料限制，各向同性腐蚀有钻蚀，各向异性腐蚀受晶面制，各向同性腐蚀有钻蚀，各向异性腐蚀受晶面限制，图形很难精确传递。但工艺成本较低，腐限制，图形很难精确传递。但工艺成本较低，腐蚀选择性好。释放工艺容易出现粘连。蚀选择性好。释放工艺容易出现粘连。掩模材料
38、选择：光刻胶、氮化硅、氧化硅和金属掩模材料选择：光刻胶、氮化硅、氧化硅和金属等。等。腐蚀工艺选择：图形质量高，对器件其他结构影腐蚀工艺选择：图形质量高，对器件其他结构影响最小。响最小。67研究生系列课程研究生系列课程-半导体微纳加工技术半导体微纳加工技术研究生系列课程研究生系列课程-半导体微纳加工技术半导体微纳加工技术薄膜淀积工艺薄膜淀积工艺薄膜淀积薄膜淀积 - LPCVD：高温，：高温，600度以上，薄膜致密。度以上，薄膜致密。适于制作掩膜或结构材料。适于制作掩膜或结构材料。 - PECVD：低温：低温200度度-400度，薄膜疏松。度，薄膜疏松。 适于制作牺牲层材料或不适于高温工艺的适于制
39、作牺牲层材料或不适于高温工艺的样品。样品。原则：工艺温度从高到低原则。材料应力低。原则：工艺温度从高到低原则。材料应力低。68金属淀积工艺金属淀积工艺金属材料选择：与样品的粘附性好。金属材料选择：与样品的粘附性好。 -掩膜材料，工艺淀积和腐蚀易完成。掩膜材料，工艺淀积和腐蚀易完成。 -电极，要考虑欧姆接触还是肖特基接触。电极，要考虑欧姆接触还是肖特基接触。工艺手段选择：工艺手段选择： -电子束蒸发，厚，易剥离，厚度精确度电子束蒸发，厚，易剥离，厚度精确度稍低。稍低。 -磁控溅射，厚度控制精确，磁控溅射，厚度控制精确，nm量级，致量级，致密，但不易剥离，受靶材限制。密，但不易剥离，受靶材限制。研
40、究生系列课程研究生系列课程-半导体微纳加工技术半导体微纳加工技术研究生系列课程研究生系列课程-半导体微纳加工技术半导体微纳加工技术69研究生系列课程研究生系列课程-半导体微纳加工技术半导体微纳加工技术研究生系列课程研究生系列课程-半导体微纳加工技术半导体微纳加工技术工艺设计中的基本考虑工艺设计中的基本考虑 一般先从底层作起，逐步向上一般先从底层作起，逐步向上 工艺设计要工艺设计要“瞻前顾后、兼顾左右瞻前顾后、兼顾左右”，把器，把器件的平面图和剖面图都画出来。件的平面图和剖面图都画出来。选择材料要考虑后工艺是否可行，与选择材料要考虑后工艺是否可行，与IC工艺工艺的兼容的兼容光刻要特别考虑台阶问题
41、光刻要特别考虑台阶问题 高温工艺下的应力问题高温工艺下的应力问题在可能的情况下尽可能使用成熟工艺在可能的情况下尽可能使用成熟工艺70研究生系列课程研究生系列课程-半导体微纳加工技术半导体微纳加工技术研究生系列课程研究生系列课程-半导体微纳加工技术半导体微纳加工技术 IEEE/ASME Journal of Microelectromechanical Systems (JMEMS) Journal of Micromechanics and Microengineering Sensors and Actuators A (Physical)Relative Journals71研究生系列课程研究生系列课程-半导体微纳加工技术半导体微纳加工技术研究生系列课程研究生系列课程-半导体微纳加工技术半导体微纳加工技术谢谢 谢！谢！72
