MEMS工艺(4体硅微加工技术)梁庭(1).ppt

MEMS工艺——硅微加工工艺（腐蚀）内容腐蚀工艺简介大部分的微加工工艺基于“Top-Down”的加工思想。“Top-Down”加工思想：通过去掉多余材料的方法实现结构的加工。（雕刻——泥人）图形工艺掩模图形生成台阶结构生成衬底去除牺牲层去除清洁表面湿法腐蚀湿法腐蚀——方向性各向异性腐蚀和各向同性腐蚀硅的各向异性腐蚀硅的各向异性腐蚀技术湿法腐蚀的化学物理机制湿法腐蚀的化学物理机制硅腐蚀机理（P62）各向异性腐蚀的特点：腐蚀速率比各项同性腐蚀慢速率仅能达到1um/min腐蚀速率受温度影响在腐蚀过程中需要将温度升高到100℃左右从而影响到许多光刻胶的使用各向异性腐蚀液1.KOHsystem1.KOHsystemKOH的刻蚀机理2.EDPsystem2.EDPsystemEDP腐蚀条件3、N2H4（联氨、无水肼）4、TMAH腐蚀设备硅和硅氧化物典型的腐蚀速率影响腐蚀质量因素111面凹角停止110方向硅片的腐蚀特点(1)溶液及配比(2)温度各向同性腐蚀优点：无尖角较低应力刻蚀速度快可用光刻胶掩膜EtchingBulkSilicon车轮法来测量平面上不同晶向的腐蚀速率（有局限性）更准确的反映腐蚀各向异性的是球形法（正相或负相）三、自停止腐蚀技术（1）重掺杂自停止腐蚀(KOH和EDP：51013/cm3)（2）(111)面停止（3）时间控制（4）P-N结自停止腐蚀（5）电化学自停止腐蚀自停止腐蚀典型工艺流程1、薄膜自停止腐蚀2、重掺杂自停止腐蚀技术高掺杂硼有两个缺点：与标准的CMOS工艺不兼容导致高应力使得材料易碎或弯曲重掺杂硼的硅腐蚀自停止效应比重掺杂磷的硅明显所以工艺中常采用硼重掺杂硅作为硅腐蚀的自停止材料。重掺杂自停止腐蚀工艺流程3、（111）面自停止腐蚀（111）面自停止腐蚀工艺流程4、电化学自停止腐蚀5、P－N结自停止腐蚀腐蚀保护技术薄膜残余应力问题凸角腐蚀补偿凸角腐蚀补偿目前比较常见的补偿方式（100）面双方块凸角腐蚀补偿（100）面双方块凸角腐蚀补偿（100）面双方块凸角腐蚀补偿