定义：掩膜版为软性材料 对比于mask
分类
微接触印刷 复制模铸 压印与热压
材料
高分子：PDMS，PMMA
母版
用于制造掩膜版的母版 通常为硬材料
弹性体印章
掩膜版
工艺集成
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封装
微电子学研究所 Institute of Microelectronics
距离进一步接近，分子间作用力
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其他微加工技术
三维MEMS结构
工艺集成
封装
键合
阳极键合特点
中低温度，键合过程迅速 对硅片要求不高，容易实现
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MEMS 与微系统 第三章 微系统制造技术 (四)其他技术与工艺集成
其他微加工技术 三维MEMS结构 工艺集成 封装
王喆垚
62789151 ext. 322 z.wang@
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其他微加工技术
其他微加工技术
三维MEMS结构
工艺集成
封装
体微加工技术
硅片溶解法 （Wafer dissolve）
体刻蚀 (a)
高浓度硼掺杂
刻蚀淀积金属
(d) 静电键合
(b) RIE结构刻蚀
(e) 溶硅成膜
(c)
(f)
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其他微加工技术
Si
淀积结构层-淀积刻蚀掩膜-RIE 刻蚀 结构-去膜
SiN/SiO2
圆 片 清 洗 -高 分 子 /金 属 /二 氧 化 硅 层 沉 积-键合
(c) SiO2
(d)
(f) 悬空结构
(g) 金属
26/(6h5)
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其他微加工技术
三维MEMS结构
体微加工技术
工艺集成
HARPSS(体硅牺牲层技术)
金属
光刻胶
多S晶iO硅2
封装
SiN
(feghbadc)
硅衬底
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其他微加工技术
三维MEMS结构
工艺集成
封装
体微加工技术
SCREAM: Single Crystalline Reactive Etching and Metallization
光刻胶
SiO2
硅衬底
(a)
(e)
(b)
其他微加工技术
三维MEMS结构
工艺集成
封装
键合
高分子键合
用高分子层作为粘附层
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其他微加工技术
三维MEMS结构
工艺集成
封装
键合
高分子键合
预固化 (蒸发溶剂) 加热预固化 (热塑化) 固化 (大分子反应，热固化)
硅衬底
牺牲层二 氧化硅
未掺杂 多晶硅
掺杂多晶硅
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无电极 电镀镍
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其他微加工技术
三维MEMS结构
工艺集成
封装
体微加工技术
Hexsil
Resonator
Tweezer 镊子
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其他微加工技术
三维MEMS结构
工艺集成
封装
LIGA
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其他微加工技术
三维MEMS结构
软光刻技术
软光刻 soft lithography
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其他微加工技术
三维MEMS结构
工艺集成
封装
键合
金属键合 用金属层作为粘附层产生低温相变
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其他微加工技术
三维MEMS结构
工艺集成
封装
键合
金属键合 凸点（bump）
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其他微加工技术
三维MEMS结构
工艺集成
封装
键合
应用
复杂结构 封装
燃料入口 燃烧室
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5
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1) How to etch? 2) Double-side litho? 3) Bonding?
三维MEMS结构
工艺集成
典型MEMS制造方法
典型MEMS制造方法
体微加工(Bulk micromachining)
湿法刻蚀 (Wet Etching ) 干法刻蚀 (Dry Etching )
表面微加工 (Surface micromachining)
集成电路技术 牺牲层技术 (Sacrificial layer )
其他微加工技术
三维MEMS结构
工艺集成
封装
体微加工技术
DRIE＋Bonding/SOI(Silicon on insulator)
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其他微加工技术
三维MEMS结构
工艺集成封装ຫໍສະໝຸດ 体微加工技术 Hexsil（体硅牺牲层技术）
工艺集成
封装
键合
键合(Bonding)
通过分子间作用力，将两个或多个基底结合为一个基底的技术
分子间作用力
Van der Waals force Metallic bonds Ionic bonds Covalent bonds
键合分类
直接键合 阳极键合 中间层键合
特点
键合强度高 键合困难，对硅片要求极高
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其他微加工技术
三维MEMS结构
工艺集成
封装
键合
直接键合
机理
目前尚未完全清楚: 氧和硅原子间的分子间作用力
Where dose H2O go? Escapes from the interface or remains there?
其他微加工技术
三维MEMS结构
工艺集成
封装
软光刻技术
压印与热压
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其他微加工技术
三维MEMS结构
工艺集成
封装
其他微加工技术 三维MEMS结构
体微加工技术 表面微加工技术 体微加工＋表面微加工
工艺集成 封装
HNA
淀积刻蚀掩膜-KOH 刻蚀-去膜
Si
SiO2/SiN
Bosch DRIE Hitachi DRIE RIE 刻硅槽 RIE 刻梁结构
键合
LIGA
淀 积 刻 蚀 掩 膜 -D R IE -去 膜
Si
SiO2/metal/ PR
淀 积 刻 蚀 掩 膜 -D R IE -去 膜
Si
metal/PR
淀 积 刻 蚀 掩 膜 -R IE -去 膜
Mould cavity
Plastic (moulding compound)
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Plastic structure
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其他微加工技术
三维MEMS结构
工艺集成
封装
LIGA
特点
传统机械与微加工的结合 适合大批量生产 能够制造大深宽比的结构
高分子键合 金属热压键合
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三维MEMS结构
工艺集成
封装
键合
直接键合
过程
两个极其光洁平整(?)的硅片接触后高温加热 熔融键合 (Fusion Bonding)
条件
粗糙度和起伏 NH3 溶液使硅片变为亲水并提供OH 等离子体提高活性 初始接触时依靠范德华力 加热温度: 800-1200
1. 光刻
Absorber structure Mask membrane
Resist
Base plate
2. 显影
Resist structure
3. 电铸 5. 模铸
Metal Resist structure
Electrical conductive base plate
4. 金属模 6. 脱模
三维MEMS结构
工艺集成
MEMS与IC集成
其他微加工技术 三维MEMS结构 工艺集成