体微加工是一种减材制造工艺,它能制造出 MEMS 蚀刻是通过选择性地在衬底(通常是硅片)上蚀刻来形成结构。它采用湿法或干法蚀刻技术来塑造基体材料。各向异性蚀刻剂(例如氢氧化钾 (KOH))很常用,因为它们以不同的速率蚀刻硅的不同晶面,从而能够形成精确的 V 形槽和凹槽。

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体微加工是一种减材制造工艺,它能制造出 MEMS 蚀刻是通过选择性地在衬底(通常是硅片)上蚀刻来形成结构。它采用湿法或干法蚀刻技术来塑造基体材料。各向异性蚀刻剂(例如氢氧化钾 (KOH))很常用,因为它们以不同的速率蚀刻硅的不同晶面,从而能够形成精确的 V 形槽和凹槽。
体微加工是制造微机电系统(MEMS)最古老、最成熟的方法之一。作为一种减材制造工艺,它直接从衬底(通常是单晶硅晶片)的本体材料中雕刻出器件的特征。该技术高度依赖于蚀刻,蚀刻方法大致可分为湿法(化学蚀刻)和干法(等离子体蚀刻)。
湿法刻蚀是较为传统的刻蚀方法。它可以是各向同性的,即在所有方向上以相同的速率进行刻蚀,从而形成圆润的侧切结构。在微机电系统(MEMS)中,更常用的是各向异性湿法刻蚀。该方法利用了单晶硅的刻蚀速率取决于晶体取向的特性。氢氧化钾(KOH)、氢氧化四甲基铵(TMAH)和乙二胺邻苯二酚(EDP)等刻蚀剂对(100)和(110)晶面的刻蚀速度远快于(111)晶面。通过将掩模图案与(100)取向晶圆上的晶轴对齐,可以利用这一特性来创建具有倾斜侧壁的精确结构,例如用于光纤的V形槽或锥形凹坑。(111)晶面起到天然刻蚀停止的作用,从而可以精确控制最终的几何形状。压力传感器的隔膜是一种经典应用,它是通过从晶圆背面进行蚀刻,直到达到蚀刻停止层(例如重掺杂硼层或 pn 结处的电化学停止层)而形成的。
干法刻蚀,特别是深反应离子刻蚀(DRIE),已成为一种主流的体微加工技术。DRIE 能够制造出具有近乎垂直侧壁的超深、高纵横比结构,这是湿法刻蚀无法实现的。最常用的方法是“博世工艺”,该工艺交替进行刻蚀步骤(使用等离子体,例如 SF6)和…… passivation 步骤(使用聚合气体,例如 C4F8)。钝化层保护侧壁免受蚀刻,迫使蚀刻主要沿垂直方向进行。此循环重复数百或数千次,以达到数百微米的深度。DRIE 对于制造现代高性能惯性传感器至关重要。 microfluidic 器件,以及用于 3D 芯片堆叠的硅通孔 (TSV)。
用于微机电系统的体微加工技术
(如果日期未知或不相关,例如“流体力学”,则提供其显著出现的近似估计)
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