什么是表面微机械加工？(surface micromachining?)
表面微机械加工是一种用于开发集成电路和各种传感器的制造工艺。使用表面微机械加工技术可以在一个芯片上应用多达近100层精细的电路图案。相比之下，使用标准的微机械加工工艺只可能有五或六层。这允许在每个芯片中加入更多的功能和电子器件，用于运动传感器、在汽车碰撞中展开安全气囊的加速器，或用于导航系统的陀螺仪。表面微机械加工使用精选的材料以及湿法和干法蚀刻工艺来形成电路层。
用这种方法制造的电路部件最初用于加速度计，在汽车发生碰撞时部署安全气囊。车辆中的表面微机械传感器还通过倾斜控制提供翻车保护，并被用于防锁死制动系统。这种电路也被用于制导控制系统和导航系统中的高性能陀螺仪。由于用这种方法生产的电路能产生微小而精确的电路，因此有可能在一个芯片上结合多种功能，用于运动感应、流量感应和一些消费电子产品。在摄影方面，当用摄像机进行拍摄时，这些芯片在运动过程中给予图像稳定。
表面微机械加工工艺使用晶体硅芯片基片作为基础，在此基础上建立层，或者可以在更便宜的玻璃或塑料基片上开始。通常，第一层是氧化硅，一种绝缘体，它被蚀刻到所需的厚度。在这一层上，涂上光敏薄膜层，紫外线（UV）光通过电路图案的覆盖被施加。接下来，这个晶圆被显影、冲洗和烘烤，以便进行下面的蚀刻工艺。这个过程要重复多次，以应用更多的层，对每一层进行仔细的监测和精确的蚀刻技术，以产生最终的分层芯片设计。
实际的表面微机械加工的蚀刻过程是由一个或几个加工过程的组合完成的。湿法蚀刻是使用氢氟酸来蚀刻层上的电路设计，切开未受保护的绝缘材料；然后对该层未蚀刻的区域进行电解，将该层与下一个应用层隔离。干式蚀刻可以单独进行，也可以与化学蚀刻相结合，使用电离气体轰击需要蚀刻的区域。当电路设计中需要蚀刻很大一部分的层时，制造商会使用干式等离子体蚀刻。此外，另一种氯气与氟气的等离子体组合可以在层的薄膜遮蔽材料上产生深的垂直切割，这在生产微动器传感器芯片时经常需要。
- 发表于 2022-02-10 14:35
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- 分类：科学
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