MEMS半导体器件加工流程

MEMS侧重于超精密机械加工，涉及微电子、材料、力学、化学、机械学诸多学科领域。它的学科面涵盖微尺度下的力、电、光、磁、声、表面等物理、化学、机械学的各分支。常见的产品包括MEMS加速度计、MEMS麦克风、微马达、微泵、微振子、MEMS光学传感器、MEMS压力传感器、MEMS陀螺仪、MEMS湿度传感器、MEMS气体传感器等等以及它们的集成产品。MEMS是一个单独的智能系统，可大批量生产，其系统尺寸在几毫米乃至更小，其内部结构一般在微米甚至纳米量级。例如，常见的MEMS产品尺寸一般都在3mm×3mm×1.5mm，甚至更小。MEMS器件中摩擦表面的摩擦力主要是由于表面之间的分子相互作用力引起的，而不是由于载荷压力引起。MEMS半导体器件加工流程

在MOS场效应管的制作工艺中，多晶硅是作为电极材料（栅极）用的，用多晶硅构成电阻的结构。它的薄层电阻值一般为30~200欧姆/方。当用多晶硅作为大阻值电阻时，可另外再加上一次光刻，用离子注入较小剂量来得到，其阻值可达10千欧/方。MOS管电阻。由于多晶硅下面有厚的氧化层与电路隔离，其寄生电容大幅度减小，但多晶硅电阻的薄层电阻大小，除与离子注入剂量有关外，还与多晶硅的厚度，多晶硅淀积质量等因素有关，因此，用于做精密电阻还是困难的。MEMS半导体器件加工流程蚀刻是芯片生产过程中重要操作，也是芯片工业中的重头技术。

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。

晶圆的制作工艺流程：硅提纯：将沙石原料放入一个温度约为2000℃，并且有碳源存在的电弧熔炉中，在高温下，碳和沙石中的二氧化硅进行化学反应(碳与氧结合，剩下硅)，得到纯度约为98%的纯硅，又称作冶金级硅，这对微电子器件来说不够纯，因为半导体材料的电学特性对杂质的浓度非常敏感，因此对冶金级硅进行进一步提纯：将粉碎的冶金级硅与气态的氯化氢进行氯化反应，生成液态的硅烷，然后通过蒸馏和化学还原工艺，得到了高纯度的多晶硅，其纯度高达99.99%，成为电子级硅。从硅圆片制成一个一个的半导体器件，按大工序可分为前道工艺和后道工艺。

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，并根据需要事先在薄膜下面已确定的区域中生长分离层。这些都需要制膜工艺来完成。制膜的方法有很多，如蒸镀、溅射等物理的气相淀积法（PVD）、化学气相淀积法（CVD）以及外延和氧化等。其中CVD是微电子加工技术中较常用的薄膜制作技术之一，它是在受控气相条件下，通过气体在加热基板上反应或分解使其生成物淀积到基板上形成薄膜。CVD技术可以分为常压（APCVD）、低压（LPCVD）、等离子体增强（PECVD）等不同技术。采用CVD所能制作的膜有多晶硅、单晶硅、非晶硅等半导体薄膜，氧化硅、氮化硅等绝缘体介质膜，以及高分子膜和金属膜等。由于在表面硅MEMS加工技术中较常用到的是多晶硅、氧化硅、氮化硅薄膜，而它们通常采用LPCVD或PECVD来制作。干法刻蚀优点是：各向异性好，选择比高，可控性、灵活性、重复性好，细线条操作安全。MEMS半导体器件加工流程

氧化是将硅片放置于氧气或水汽等氧化剂的氛围中进行高温热处理，在硅片表面发生化学反应形成氧化膜的过程。MEMS半导体器件加工流程

从硅圆片制成一个一个的半导体器件，按大工序可分为前道工艺和后道工艺。前道工艺的目的是“在硅圆片上制作出IC电路”，其中包括300～400道工序。按其工艺性质可分为下述几大类：形成各种薄膜材料的“成膜工艺”；在薄膜上形成图案并刻蚀，加工成确定形状的“光刻工艺”；在硅中掺杂微量导电性杂质的“杂质掺杂工艺”等。前道工艺与后道工艺的分界线是划片、裂片。后道工艺包括切分硅圆片成芯片，把合格的芯片固定（mount）在引线框架的中心岛上，将芯片上的电极与引线框架上的电极用细金丝键合连接（bonding）。MEMS半导体器件加工流程

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