(यह छवि केवल उदाहरण के लिए बनाई गई है)
बल्क माइक्रोमशीनिंग एक घटाव आधारित निर्माण प्रक्रिया है जो बनाती है MEMS सिलिकॉन वेफर जैसी किसी सतह पर चुनिंदा नक्काशी करके संरचनाएं बनाई जाती हैं। इसमें गीली या सूखी नक्काशी तकनीकों का उपयोग करके मुख्य सामग्री को आकार दिया जाता है। पोटेशियम हाइड्रॉक्साइड (KOH) जैसे विषमदैशिक नक्काशीकारक आम हैं, क्योंकि वे सिलिकॉन के विभिन्न क्रिस्टल तलों को अलग-अलग दरों पर नक्काशी करते हैं, जिससे सटीक V-आकार के खांचे और गुहाएं बनाना संभव होता है।
बल्क माइक्रोमशीनिंग, एमईएमएस बनाने की सबसे पुरानी और सबसे स्थापित विधियों में से एक है। एक सबट्रैक्टिव प्रक्रिया के रूप में, इसमें डिवाइस की विशेषताओं को सीधे सब्सट्रेट के बल्क से तराशा जाता है, जो आमतौर पर एक सिंगल-क्रिस्टल सिलिकॉन वेफर होता है। यह तकनीक एचिंग पर बहुत अधिक निर्भर करती है, जिसे मोटे तौर पर वेट (रासायनिक) या ड्राई (प्लाज्मा-आधारित) में वर्गीकृत किया जा सकता है।
वेट एचिंग अधिक पारंपरिक विधि है। यह आइसोट्रोपिक हो सकती है, जिसमें सभी दिशाओं में एक ही दर से एचिंग होती है, जिसके परिणामस्वरूप गोल, अंडरकट आकृतियाँ बनती हैं। एमईएमएस के लिए आमतौर पर एनिसोट्रोपिक वेट एचिंग का उपयोग किया जाता है। यह विधि इस तथ्य का लाभ उठाती है कि एकल-क्रिस्टल सिलिकॉन में एचिंग दर क्रिस्टलोग्राफिक अभिविन्यास पर निर्भर करती है। पोटेशियम हाइड्रॉक्साइड (KOH), टेट्रामेथिलअमोनियम हाइड्रॉक्साइड (TMAH) और एथिलीनडायमाइन पायरोकैटेकॉल (EDP) जैसे एचेंट (100) और (110) क्रिस्टल तलों को (111) तलों की तुलना में बहुत तेजी से एच करते हैं। (100)-उन्मुख वेफर पर क्रिस्टल अक्षों के साथ मास्क पैटर्न को संरेखित करके, इस गुण का उपयोग कोणीय साइडवॉल वाली सटीक रूप से परिभाषित संरचनाएं बनाने के लिए किया जा सकता है, जैसे कि फाइबर ऑप्टिक्स के लिए V-ग्रूव या पिरामिडनुमा गड्ढे। (111) तल प्राकृतिक एच-स्टॉप के रूप में कार्य करते हैं, जिससे अंतिम ज्यामिति पर उत्कृष्ट नियंत्रण संभव होता है। प्रेशर सेंसर के लिए डायाफ्राम एक क्लासिक अनुप्रयोग है, जिसे वेफर के पीछे की तरफ से तब तक नक़्क़ाशी करके बनाया जाता है जब तक कि एक नक़्क़ाशी-रोकने वाली परत (जैसे कि एक भारी मात्रा में डोप की गई बोरोन परत या एक पीएन जंक्शन पर एक इलेक्ट्रोकेमिकल स्टॉप) तक नहीं पहुंच जाता।
Dry etching, particularly Deep Reactive-Ion Etching (DRIE), has become a dominant bulk micromachining technique. DRIE allows for the creation of very deep, high-aspect-ratio structures with nearly vertical sidewalls, something not possible with wet etching. The most common method is the ‘Bosch process,’ which alternates between an etching step (using a plasma like SF6) and a passivation step (using a polymerizing gas like C4F8). The passivation layer protects the sidewalls from being etched, forcing the etch to proceed primarily in the vertical direction. This cycle is repeated hundreds or thousands of times to achieve depths of hundreds of microns. DRIE is essential for manufacturing modern high-performance inertial sensors, microfluidic devices, and through-silicon vias (TSVs) for 3D chip stacking.
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MEMS के लिए बल्क माइक्रोमैकेनिंग
(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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