硅基MEMS加工技术主要包括体硅MEMS加工技术和表面MEMS加工技术。体硅MEMS加工技术的主要特点是对硅衬底材料的深刻蚀,可得到较大纵向尺寸可动微结构。表面MEMS加工技术主要通过在硅片上生长氧化硅、氮化硅、多晶硅等多层薄膜来完成MEMS 器件的制作。利用表面工艺得到的可动微结构的纵向尺寸较小,但与IC工艺的兼容性更好,易与电路实现单片集成。
湿法SOG加工工艺
SOG 工艺是通过阳极键合技术形成牢固的硅—氧键将硅圆片与玻璃圆片粘在一起硅作为MEMS器件的结构层玻璃作为MEMS振荡器器件的衬底层,如图1 所示
结构层由浓硼层形成,对于各向异性的腐蚀液EDP、KOH 或者TMAH,当硼掺杂原子浓度不小于1019 cm-3 时, KOH 腐蚀速率下降5 ~ 100倍(相对同样的单晶硅),对于EDP 腐蚀液, 腐蚀速率下降250倍,利用各向异性腐蚀液对高掺杂层的低腐蚀速率特性达到腐蚀停止的目的。采用深反应离子刻蚀(DRIE)工艺在浓硼层上形成各种设计的MEMS结构再与玻璃键合,采用自停止腐蚀去除上层多余的单晶硅完成加工。图2 是实物SEM照片。
受扩散深度与浓度的限制,MEMS 器件结构
层的厚度一般小于30 μm ,而且由于高浓度掺杂会造成SITME硅晶振结构损伤带来结构应力,另外硅与玻璃的材料不匹配性也会带来较大结构应力,自停止硅湿法腐蚀具有较低的加工精度,这些也是湿法SOG 加工技术的缺点,另外由于存在高温工艺也不适用于与IC 的单片集成,但此工艺比较成熟,工艺简单,也适合一些性能要求不高的MEMS器件的加工以及批量加工。湿法SOG 加工技术适合多种MEMS芯片的加工如MEMS陀螺仪、加速度计、MEMS执行器等。
干法SOG加工工艺
基本工艺结构类似湿法SOG工艺,同湿法
SOG工艺相比,干法SOG工艺主要变化在于去掉了浓硼掺杂与湿法腐蚀步骤,而是采用磨抛减薄的工艺形成MEMS芯片的结构层省去高温长时间硼掺杂会降低对结构层的损伤,也避免了有毒或者容易带来工艺沾污的湿法腐蚀步骤,这些也是干法SOG加工技术的优点,与湿法SOG一样干法SOG同样具有不利于与IC 集成的缺点。干法SOG加工技术适合多种可编程晶振 芯片的加工,如MEMS 陀螺仪、MEMS 加速度计、MEMS光开关、MEMS衰减器等。干法SOG加工技术采用了先键合后刻蚀(DRIE) 结构的过程如图3 所示。
图4 是采用干法SOG工艺加工的MEMS器件照片。
CEOB2B晶振平台是全球领先的晶振单一采购平台,在这里你可以查询到海内外所有晶振产品替代,各种封装尺寸,各种频点齐全,站内汇集了数千万种晶振产品,并提供技术资料支持。