(यह छवि केवल उदाहरण के लिए बनाई गई है)
सतही माइक्रोमशीनिंग निर्माण MEMS सब्सट्रेट पर पतली फिल्मों को जमा करके और पैटर्न बनाकर उपकरणों का निर्माण किया जाता है। इसमें एक बलिदानी परत (जैसे सिलिकॉन डाइऑक्साइड) जमा करना, उस पर पैटर्न बनाना, एक संरचनात्मक परत (जैसे पॉलीसिलिकॉन) जमा करना और अंत में यांत्रिक संरचना को मुक्त करने के लिए बलिदानी परत को हटाना शामिल है। यह प्रक्रिया वेफर की सतह पर सीधे जटिल, स्वतंत्र सूक्ष्म संरचनाओं के निर्माण की अनुमति देती है।
सतही माइक्रोमशीनिंग, एमईएमएस निर्माण का एक महत्वपूर्ण हिस्सा है, जो सिलिकॉन वेफर जैसे सब्सट्रेट पर जटिल यांत्रिक प्रणालियों के निर्माण को संभव बनाता है। यह प्रक्रिया योगात्मक है, जिसमें संरचनाओं का निर्माण परत दर परत किया जाता है, जो बल्क माइक्रोमशीनिंग की घटावात्मक प्रकृति से भिन्न है। एक सामान्य प्रक्रिया प्रवाह सब्सट्रेट पर सिलिकॉन नाइट्राइड जैसी एक पृथक्करण परत के जमाव से शुरू होता है। इसके बाद, कम दबाव रासायनिक वाष्प जमाव (एलपीसीवीडी) का उपयोग करके एक बलिदानी परत, जो अक्सर फॉस्फोसिलिकेट ग्लास (पीएसजी) नामक सिलिकॉन डाइऑक्साइड का एक प्रकार होती है, जमा की जाती है। फिर इस परत को फोटोलिथोग्राफी और नक़्क़ाशी का उपयोग करके पैटर्न किया जाता है, जिससे उन क्षेत्रों को परिभाषित किया जाता है जहां अंतिम संरचना सब्सट्रेट से जुड़ी होगी और गतिशील भागों के नीचे के अंतराल को भी परिभाषित किया जाता है।
इसके बाद, पैटर्न वाली बलि परत के ऊपर संरचनात्मक परत, जो आमतौर पर पॉलीक्रिस्टलाइन सिलिकॉन (पॉलीसिलिकॉन) होती है, जमा की जाती है। फिर इस पॉलीसिलिकॉन परत को वांछित यांत्रिक घटकों, जैसे बीम, गियर या झिल्ली, की ज्यामिति को परिभाषित करने के लिए पैटर्न किया जाता है। बलि और संरचनात्मक परतों को जमा करने और पैटर्न करने की इस प्रक्रिया को कई बार दोहराया जा सकता है ताकि अत्यधिक जटिल, बहु-स्तरीय संरचनाएं बनाई जा सकें। अंतिम, महत्वपूर्ण चरण "रिलीज़" प्रक्रिया है। वेफर को एक रासायनिक एचेंट, आमतौर पर हाइड्रोफ्लोरिक एसिड (HF) में डुबोया जाता है, जो पॉलीसिलिकॉन संरचनात्मक परतों या सिलिकॉन नाइट्राइड अलगाव परत पर हमला किए बिना बलि PSG परतों को चुनिंदा रूप से हटा देता है। इससे पॉलीसिलिकॉन संरचनाएं अपने निर्धारित एंकरों द्वारा सब्सट्रेट के ऊपर निलंबित होकर स्वतंत्र रूप से हिलने-डुलने के लिए स्वतंत्र हो जाती हैं।
A major advantage of this technique is its inherent compatibility with standard सीएमओएस integrated circuit manufacturing processes. This allows for the monolithic integration of MEMS devices with their control and signal processing electronics on the same chip, leading to smaller, cheaper, and higher-performance systems. However, surface micromachining is not without its challenges. The primary failure mode during release is ‘stiction,’ where the released structures, once wet, are pulled down to the substrate by capillary forces during drying and become permanently stuck due to intermolecular forces like वैन डेर वाल्स attraction. Various anti-stiction strategies, such as supercritical CO2 drying or special surface coatings, have been developed to mitigate this critical issue.
MEMS के लिए सरफेस माइक्रोमशीनिंग
(यदि तिथि अज्ञात है या प्रासंगिक नहीं है, उदाहरण के लिए "द्रव यांत्रिकी", तो इसके उल्लेखनीय उद्भव का एक अनुमानित आंकड़ा प्रदान किया गया है)
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