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MEMS工藝—集成電路工藝的應(yīng)用定義:微機(jī)電系統(tǒng)是在微電子技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的,融合了硅微加工、LIGA技術(shù)和精密機(jī)械加工等多種微加工技術(shù)。這表明微電子技術(shù)是MEMS技術(shù)的重要基礎(chǔ),微電子加工手段是MEMS的重要加工手段之一,微電子中的主要加工手段均在MEMS制備中發(fā)揮極大作用。包括:Si材料制備、光刻、氧化、刻蝕、擴(kuò)散、注入、金屬化、PECVD、LPCVD及組封裝等MEMS工藝—集成電路工藝的應(yīng)用集成電路與MEMS器件特點(diǎn)比較:集成電路:薄膜工藝;制作各種晶體管、電阻電容等重視電參數(shù)的準(zhǔn)確性和一致性MEMS:工藝多樣化制作梁、隔膜、凹槽、孔、密封洞、錐、針尖、彈簧及所構(gòu)成的復(fù)雜機(jī)械結(jié)構(gòu)更重視材料的機(jī)械特性,特別是應(yīng)力特性特點(diǎn)的不同導(dǎo)致對(duì)工藝的要求不同MEMS工藝—集成電路工藝的應(yīng)用硅片制備薄膜生長(zhǎng)光刻刻蝕劃片、封裝MEMS工藝—集成電路工藝的應(yīng)用硅片制備:拉單晶切片磨片拋光直拉(CZ)、區(qū)融滾圓、倒角內(nèi)圓切刀化腐、CMPMEMS工藝—集成電路工藝的應(yīng)用參數(shù)要求:直徑、電阻率、摻雜類型、濃度平整度、彎曲度、邊緣輪廓、擦痕、尺寸與晶向偏差、少子壽命、層錯(cuò)、位錯(cuò)、點(diǎn)缺陷、重金屬雜質(zhì)濃度薄膜制備氧化、擴(kuò)散LPCVD、PECVD、APCVD、外延…濺射、蒸發(fā)離子注入+高溫退火MEMS工藝—集成電路工藝的應(yīng)用氧化:制備:干氧、濕氧、氫氧合成(水汽)、高壓氧化其他方法;LPCVD、濺射、陽(yáng)極氧化等注意:高摻雜濃度對(duì)氧化速率有影響-增加在Si/SiO2界面有雜質(zhì)再分布-分凝效應(yīng)

B-Si側(cè)減少

P-Si側(cè)增加MEMS工藝—集成電路工藝的應(yīng)用功能比較:IC:鈍化、擴(kuò)散掩蔽、介質(zhì)、隔離層MEMS:除上述功能外犧牲層、結(jié)構(gòu)層、刻蝕掩膜等MEMS工藝—集成電路工藝的應(yīng)用擴(kuò)散與離子注入作用:摻雜導(dǎo)電自停止層P型:BN型;As、P擴(kuò)散:預(yù)擴(kuò)、主擴(kuò)間隙式、替位式氣態(tài)源、液態(tài)源、固態(tài)源掩膜-氧化硅、氮化硅離子注入:B、BF、P等退火:激活離子、恢復(fù)損傷MEMS工藝—集成電路工藝的應(yīng)用金屬化作用:互連線、歐姆接觸(M-M,M-半導(dǎo)體)、掩膜

結(jié)構(gòu)層制作:真空蒸發(fā)—粘附較差,適于剝離,復(fù)合膜困難濺射—常用,復(fù)合膜,化合物組分可調(diào),

DC、RF、磁控濺射

LPCVD—較少,高溫,保型

電鍍—厚金屬膜MEMS工藝—集成電路工藝的應(yīng)用低壓化學(xué)汽相淀積(LPCVD)低壓,600~800度,熱分解或化學(xué)反應(yīng)輸運(yùn)控制:低壓,大自由程,表面反應(yīng)SiO2:800度,SiH4+O2,或TEOS熱分解PSG,BPSG:摻P和BSi3N4:700度,SiH2Cl2+NH3SiH4+NH3POLY-Si:600度,SiH4熱分解優(yōu)點(diǎn):保型淀積,溫度較低MEMS工藝—集成電路工藝的應(yīng)用外延特點(diǎn);單晶生長(zhǎng),同質(zhì)外延,異質(zhì)外延批量生產(chǎn)Si:SiCL4,SiH2Cl2,SiH4分解溫度:800~1200度作用:獲得所需厚度和摻雜的單晶硅層

自停止層APCVD常壓制備SiO2:SiH4+O2MEMS工藝—集成電路工藝的應(yīng)用等離子增強(qiáng)化學(xué)汽相淀積—PECVD特點(diǎn):低溫200~400度,低壓,保型適于帶低溫材料的襯底原理:RF產(chǎn)生等離子體,為化學(xué)反應(yīng)提供能量SiO2,SiN,SiON等材料MEMS工藝—集成電路工藝的應(yīng)用光刻:作用:圖形轉(zhuǎn)移光源:紫外光、X光、E-Beam、離子束、準(zhǔn)分子激光光刻膠:正膠(所見所得)、負(fù)膠分辨率、敏感性、粘附性、穩(wěn)定性、抗蝕性剝離技術(shù):光刻--濺射--剝離MEMS工藝—集成電路工藝的應(yīng)用光刻工藝流程制版清洗--HMDS底劑涂膠前烘曝光—接觸、接近、軟接觸、投影、直寫顯影檢查后烘MEMS工藝—集成電路工藝的應(yīng)用刻蝕—干法:物理(離子束)、物理化學(xué)(RIE)

濕法:化學(xué)各向同性各向異性作用:實(shí)現(xiàn)所需圖形清除表面損傷清除表面沾污三維刻蝕對(duì)象;Si、SiO2等介質(zhì)、金屬、GaAs等參數(shù):刻蝕速率、偏差、鉆蝕、選擇性、各向異性、過蝕、特征尺寸控制、負(fù)載效應(yīng)MEMS工藝—集成電路工藝的應(yīng)用常見材料腐蝕方法

SiO2:HF、NH4FSi3N4:H3PO4、HFSi:HNA(HNO3+HF+HAC(或水)Al:H3PO4MEMS工藝—集成電路工藝的應(yīng)用封裝、組裝芯片制作的最后一道工序中測(cè)劃片粘片壓焊:超聲、金絲球焊等封裝檢漏要求:電連接可靠

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