MEMS傳感器是當今最炙手可熱的傳感器制造技術，也是傳感器小型化、智能化的重要推動了，MEMS技術促進了傳感器的極大發展。

MEMS主要采用微電子技術，在微納米的體積下塑造傳感器的機械結構。本文以最清晰明了的方式，圖解直觀闡述MEMS傳感器芯片的制造過程和原理！

MEMS是Micro Electro Mechanical Systems（微機電系統）的縮寫，具有微小的立體結構（三維結構），是處理各種輸入、輸出信號的系統的統稱。 是利用微細加工技術，將機械零零件、電子電路、傳感器、執行機構集成在一塊電路板上的高附加值元件。

MEMS工藝

MEMS工藝以成膜工序、光刻工序、蝕刻工序等常規半導體工藝流程為基礎。

下面介紹MEMS工藝的部分關鍵技術。

晶圓

SOI晶圓

SOI是Silicon On Insulator的縮寫，是指在氧化膜上形成了單晶硅層的硅晶圓。已廣泛應用于功率元件和MEMS等，在MEMS中可以使用氧化膜層作為硅蝕刻的阻擋層，因此能夠形成復雜的三維立體結構。

TAIKO磨削 “TAIKO”是DISCO株式會社的商標

TAIKO磨削是DISCO公司開發的技術，在磨削晶圓時保留最外圍的邊緣，只對其內側進行磨削。

TAIKO磨削與通常的磨削相比，具有“晶圓曲翹減少”、“晶圓強度更高”、“處理容易”、“與其他工藝的整合性更高”等優點。

晶圓粘合/熱剝離片工藝

通過使用支撐晶圓和熱剝離片，可以輕松對薄化晶圓進行處理等。

晶圓鍵合

晶圓鍵合大致分為“直接鍵合”、“通過中間層鍵合”2類。

直接鍵合不使用粘合劑等，是利用熱處理產生的分子間力使晶圓相互粘合的鍵合，用于制作SOI晶圓等。

通過中間層鍵合是借助粘合劑等使晶圓互相粘合的鍵合方法。

蝕刻

各向同性蝕刻與各向異性蝕刻

通過在低真空中放電使等離子體產生離子等粒子，利用該粒子進行蝕刻的技術稱為反應離子蝕刻。

等離子體中混合存在著攜帶電荷的離子和中性的自由基，具有利用自由基的各向同性蝕刻、利用離子的各向異性蝕刻兩種蝕刻作用。

硅深度蝕刻

集各向異性蝕刻和各向同性蝕刻的優點于一身的博世工藝技術已經成為了硅深度蝕刻的主流技術。

通過重復進行Si蝕刻?聚合物沉積?底面聚合物去除，可以進行縱向的深度蝕刻。

側壁的凹凸因形似扇貝，稱為“扇貝形貌”。

成膜

ALD（原子層沉積）
ALD是Atomic Layer Deposition（原子層沉積）的縮寫，是通過重復進行材料供應（前體）和排氣，利用與基板之間的表面反應，分步逐層沉積原子的成膜方式。

通過采用這種方式，只要有成膜材料可以通過的縫隙，就能以納米等級的膜厚控制，在小孔側壁和深孔底部等部位成膜，在深度蝕刻時的聚合物沉積等MEMS加工中形成均勻的成膜。

MEMS的相關術語

審核編輯 黃宇