(صورة توضيحية فقط)
تُبنى عمليات التصنيع الدقيق للأسطح MEMS تُصنع الأجهزة عن طريق ترسيب وتشكيل أغشية رقيقة على ركيزة. تتضمن هذه العملية سلسلة من الخطوات: ترسيب طبقة تضحية (مثل ثاني أكسيد السيليكون)، وتشكيلها، وترسيب طبقة هيكلية (مثل السيليكون متعدد التبلور)، وأخيرًا إزالة طبقة التضحية لتحرير الهيكل الميكانيكي. تتيح هذه العملية إنشاء هياكل دقيقة معقدة قائمة بذاتها مباشرة على سطح الرقاقة.
Surface micromachining is a cornerstone of MEMS fabrication, enabling the creation of intricate mechanical systems on top of a substrate, typically a silicon wafer. The process is additive, building structures layer by layer, which contrasts with the subtractive nature of bulk micromachining. A typical process flow begins with the deposition of an isolation layer, like silicon nitride, on the substrate. Following this, a sacrificial layer, often a type of silicon dioxide called phosphosilicate glass (PSG), is deposited using Low-Pressure Chemical Vapor Deposition (LPCVD). This layer is then patterned using photolithography and etching, defining the areas where the final structure will be anchored to the substrate and the gaps beneath moving parts.
بعد ذلك، تُرسَّب الطبقة الهيكلية، والتي غالبًا ما تكون من السيليكون متعدد التبلور (البولي سيليكون)، فوق الطبقة التضحية المنقوشة. ثم تُنقش طبقة البولي سيليكون هذه بدورها لتحديد هندسة المكونات الميكانيكية المطلوبة، مثل العوارض أو التروس أو الأغشية. يمكن تكرار هذه العملية من ترسيب ونقش الطبقات التضحية والهيكلية عدة مرات لإنشاء هياكل معقدة للغاية ومتعددة المستويات. الخطوة الأخيرة والحاسمة هي عملية "التحرير". تُغمر الرقاقة في مادة كيميائية ناخرة، عادةً حمض الهيدروفلوريك (HF)، والتي تزيل بشكل انتقائي طبقات البولي سيليكون التضحية دون التأثير على طبقات البولي سيليكون الهيكلية أو طبقة عزل نتريد السيليكون. هذا يترك هياكل البولي سيليكون حرة الحركة، معلقة فوق الركيزة بواسطة نقاط تثبيتها المخصصة.
تتمثل إحدى المزايا الرئيسية لهذه التقنية في توافقها التام مع عمليات تصنيع الدوائر المتكاملة CMOS القياسية. وهذا يسمح بدمج أجهزة MEMS مع إلكترونيات التحكم ومعالجة الإشارات الخاصة بها على نفس الشريحة، مما يؤدي إلى أنظمة أصغر حجمًا وأقل تكلفة وأعلى أداءً. مع ذلك، لا تخلو عملية التصنيع الدقيق للأسطح من التحديات. يتمثل نمط الفشل الرئيسي أثناء عملية التحرير في ظاهرة "الالتصاق"، حيث تُسحب الهياكل المُحررة، بمجرد ترطيبها، إلى الركيزة بفعل قوى الشعرية أثناء التجفيف، وتلتصق بها بشكل دائم نتيجة لقوى التجاذب بين الجزيئات، مثل قوى فان دير فالس. وقد طُوّرت استراتيجيات متنوعة لمكافحة الالتصاق، مثل التجفيف بثاني أكسيد الكربون فوق الحرج أو الطلاءات السطحية الخاصة، للتخفيف من هذه المشكلة الحرجة.
بسبب عمليات جمع البيانات من خلال برامج الروبوت، والتي تتجاوز حاليًا 40 ألفًا يوميًا، فإن هذا المحتوى مخصص لأعضاء المجتمع فقط.
> تسجيل الدخول < أو > سجل < (مجاني 100٪) للوصول إلى هذا، وكذلك جميع المحتويات والأدوات الأخرى المقيدة.
التصنيع الدقيق للأسطح لأنظمة MEMS
(إذا كان التاريخ غير معروف أو غير ذي صلة، على سبيل المثال "ميكانيكا الموائع"، يتم توفير تقدير تقريبي لظهوره الملحوظ)
الصور بالحجم الكامل والتنزيلات متاحة فقط 100% مجاناً للأعضاء المسجلين.
> تسجيل الدخول <
