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Subject: TECNOLOGIA DE FABRICACION
Date: Fri, 19 Nov 2010 20:01:40 -0400
TECNOLOGIA DE FABRICACION
Los tres rasgos característicos de las tecnologías de fabricación de MEMS son la miniaturización, la multiplicidad, y la microelectrónica. La miniaturización permite la producción, de respuesta rápida dispositivos compactos.
Multiplicidad se refiere a la fabricación por lotes inherentes en el procesamiento de semiconductores, que permite a miles o millones de componentes a ser fácil y al mismo tiempo fabricado. Microelectrónica ofrece la inteligencia de MEMS y permite que el monolítico fusión de sensores, actuadores, y la lógica para construir de circuito cerrado de retroalimentación componentes y sistemas. La miniaturización éxito y la multiplicidad de los sistemas de la electrónica tradicional, no habría sido posible sin la tecnología de fabricación de CI. Por lo tanto, la fabricación de la tecnología del IC, o de microfabricación, hasta ahora ha sido el que permite la tecnología principal para el desarrollo de MEMS.
Microfabricación proporciona una poderosa herramienta para el procesamiento por lotes y la miniaturización de los sistemas mecánicos en un dominio de dimensiones no son accesibles por convencionales (mecanizado) técnicas. Por otra parte, microfabricación proporciona una oportunidad para la integración de sistemas mecánicos con la electrónica para desarrollar rendimiento de circuito cerrado controlado MEMS-alto.
Los avances en la tecnología del IC en la última década han producido avances correspondientes en los procesos de fabricación de MEMS. Los procesos de fabricación permite la integración monolítica de las estructuras microelectromecánicos con la conducción, control y procesamiento de señal electrónica. Esta integración se compromete a mejorar el rendimiento de los dispositivos micromecánicos, así como reducir el coste de fabricación, envasado, y la instrumentación de estos dispositivos [7].
A. IC Fabricación
Cualquier discusión de MEMS requiere una comprensión básica de la tecnología de fabricación de CI, o de microfabricación, la que permite la tecnología principal para el desarrollo de MEMS. Los principales pasos en la tecnología de fabricación de CI son crecimiento de la película, el dopaje, la litografía, el grabado, corte en dados, y el embalaje.
el crecimiento de la película: Por lo general, un pulido de la oblea de Si se utiliza como sustrato, en la que creció la película es una delgada. La película, que puede ser epitaxial de silicio, SiO2, nitruro de silicio (Si3N4), Si policristalino (polisilicio), o de metal, se utiliza para construir los componentes activos o pasivos y las interconexiones entre los circuitos.
Dopaje: Para modular las propiedades de la capa de dispositivo, y controlable bajo nivel de una impureza atómica se puede introducir en la capa de difusión térmica o implantación de iones.
Litografía: Un patrón de una máscara se transfiere a la película por medio de un fotosensibles, es decir, sensible a la luz), químicos (conocidos como fotosensible. El proceso de generación de patrones y la transferencia se llama fotolitografía. Una máscara típica consiste en una placa de vidrio cubierta con un patrón de cromo (Cr) la película.
Grabado: El siguiente es la eliminación selectiva de las regiones no deseadas de una película o sustrato sobre el trazado de patrones. ataque químico húmedo o grabado en seco puede ser utilizado. -Máscara de materiales Etch se utilizan en las distintas etapas en el proceso de eliminación para evitar selectivamente aquellas partes del material de ser grabado. Estos materiales incluyen SiO2, Si3N4, y con dificultades al horno fotosensible.
Dados: La oblea terminado es cortado a máquina o en pequeños cuadrados o dados, de la que los componentes electrónicos se pueden hacer.
Embalaje: En las secciones individuales son embalados luego, un proceso que implica la ubicación física, la conexión, y la protección de un dispositivo o componente. diseño de MEMS está fuertemente ligada a los requisitos de embalaje, que a su vez son dictadas por el entorno de aplicación.
B. Micromaquinado granel y la vinculación de la oblea
micromecanizado a granel es una extensión de la tecnología del IC para la fabricación de estructuras 3D. Mayor parte micromaquinado de Si utiliza y subhúmedas secas, las técnicas de grabado húmedo, en relación con las máscaras de etch y deja de grabar para esculpir dispositivos micromecánicos del substrato del silicio. Las dos capacidades claves que hacen a granel micromecanizado una tecnología viable son:
1) etchants anisotrópico de silicio, como el etileno-diamina y pyrocatechol (EDP), hidróxido de potasio (KOH), y la hidracina (N2H4). Estos solo cristal preferentemente etch Si a lo largo de determinado planos del cristal.
2) Etch máscaras y dejar de técnicas de grabado que se puede utilizar con grabadores Si anisotrópico para evitar selectivamente regiones de Si de ser grabado. etch máscaras Buenas son proporcionados por SiO2 y Si3N4, y algunas películas delgadas metálicas tales como Cr y Au (oro).
Un inconveniente de grabado anisotrópico mojado es que la geometría de la microestructura se define por la estructura cristalina interna del sustrato. En consecuencia, la fabricación de múltiples e interconectadas estructuras micromecánica de la geometría de forma libre es a menudo difícil o imposible. Dos técnicas de procesamiento adicionales han ampliado el rango de mayor tecnología de microfabricación tradicionales: en el fondo grabado anisotrópico en seco y la vinculación de la oblea. gas de plasma reactiva puede realizar profundas de grabado en seco anisotrópico de obleas de silicio, hasta una profundidad de unos cientos de micras, mientras que mantiene sin problemas los perfiles laterales verticales. La otra tecnología, la vinculación de la oblea, los permisos de un substrato del silicio que se adhiere a otro sustrato, normalmente silicio o de cristal. Usados en combinación, el grabado anisotrópico y técnicas de unión de la oblea puede construir 3D complejas microestructuras como microvalves y microbombas [3].
C. Micromaquinado superficie
Micromecanizado de superficie permite la fabricación de varios componentes complejas estructuras integradas de micromecánica que no sería posible con la mayor parte micromaquinado tradicionales. Esta técnica envuelve específica partes estructurales de un dispositivo en capas de un material de sacrificio durante el proceso de fabricación. La oblea sustrato se utiliza principalmente como soporte mecánico en el que múltiples capas alternas de material estructural y de sacrificio se depositan y modelado para darse cuenta de las estructuras micromecánica. El material de sacrificio entonces se disuelve en un grabador de químicos que no ataca las partes estructurales. La superficie micromecanizado técnica ampliamente utilizada, la mayoría de la superficie de micromecanizado de polisilicio, SiO2 utiliza como material de sacrificio y de polisilicio como material estructural.
En la Universidad de Wisconsin en Madison, la superficie de polisilicio de investigación micromecanizado comenzó en la década de 1980, en un esfuerzo para crear precisión micro sensores de presión alta. El control de las tensiones internas de una película delgada es importante para la fabricación de estructuras microelectromecánicos. La industria de fabricación microelectrónica normalmente crece de polisilicio, nitruro de silicio y dióxido de películas de silicio usando recetas que minimizar el tiempo. Por desgracia, un proceso de deposición que está optimizada para la velocidad no siempre crean una película interna de baja tensión. De hecho, la mayoría de estas películas tienen tensiones internas que son muy compresión (que tiende a contrato). Una placa independiente de polisilicio de alta compresión que se celebra en todos sus bordes torcerán (es decir, el colapso o ceder el paso). Esto es altamente indeseable. La solución es modificar el proceso de deposición de la película para controlar la tensión interna por lo que lo convierte sin estrés o un poco de tracción .
Una forma de hacerlo es a la droga de la película con el boro, el fósforo o el arsénico. Sin embargo, una película de polisilicio dopado es conductor, y esta propiedad puede interferir con los dispositivos mecánicos incorporados electrónica. Otro problema con polisilicio dopado es que es áspera por el ácido fluorhídrico (HF), que se utiliza habitualmente para las secciones libres de la mecánica del dispositivo final del substrato. polisilicio en bruto tiene diferentes propiedades mecánicas de polisilicio suave. Por lo tanto, de la rugosidad debe ser la cantidad que se tome en cuenta en el diseño de las piezas mecánicas del dispositivo micro.
Una mejor manera de controlar el estrés en el polisilicio es a través de mensaje de recocido , que consiste en la deposición de puro, de grano fino, a la compresión (es decir, se puede comprimir) polisilicio. Recocido el polisilicio después de la deposición a temperaturas elevadas puede cambiar la película que se libre de estrés o tensión. La temperatura de recocido establece la final del estrés película. Después de esto, la electrónica puede ser incorporada en las películas de polisilicio a través de dopaje selectivo, y el ácido fluorhídrico no va a cambiar las propiedades mecánicas del material [16].
Deposición de la temperatura y la película de silicio de nitruro de relación puede controlar el estrés de un nitruro de silicio (Si3N4) la película. Las películas pueden ser depositados en la compresión, libre de estrés o de tensión [6].
temperatura de deposición y posterior recocido puede controlar de dióxido de silicio (SiO2), tensión de la película. Debido a que es difícil controlar el estrés de SiO2 con precisión, SiO2 no suele ser utilizado como material mecánico por sí mismo, sino como el aislamiento electrónico o como una capa de sacrificio en polisilicio.
D. Micromolding
En el proceso micromolding, microestructuras son fabricadas con moldes para definir la deposición de la capa estructural. El material estructural se deposita sólo en aquellos ámbitos que constituyen la estructura microdispositivo, en contraste con la superficie y micromecanizado a granel, que cuentan con depósito general del material estructural seguida de grabado para realizar la geometría del dispositivo final. Después de la deposición de capas estructurales, el molde se disuelve en un grabador químicos que no ataca el material estructural. Uno de los micromolding procesos más prominente es el proceso LIGA. LIGA es un acrónimo alemán de lithographie, galvanoformung, abformung und (litografía, galvanoplastia y fundición). Este proceso puede ser utilizado para la fabricación de alta aspecto 3D relación entre microestructuras en una amplia variedad de materiales, como metales, polímeros , cerámicas y vidrios. Fotosensibles poliimidas también se utilizan para la siembra en los moldes de fabricación. El proceso de fotolitografía es similar a la fotolitografía convencional, excepto que poliimida trabaja como negativos resistencia.
Multiplicidad se refiere a la fabricación por lotes inherentes en el procesamiento de semiconductores, que permite a miles o millones de componentes a ser fácil y al mismo tiempo fabricado. Microelectrónica ofrece la inteligencia de MEMS y permite que el monolítico fusión de sensores, actuadores, y la lógica para construir de circuito cerrado de retroalimentación componentes y sistemas. La miniaturización éxito y la multiplicidad de los sistemas de la electrónica tradicional, no habría sido posible sin la tecnología de fabricación de CI. Por lo tanto, la fabricación de la tecnología del IC, o de microfabricación, hasta ahora ha sido el que permite la tecnología principal para el desarrollo de MEMS.
Microfabricación proporciona una poderosa herramienta para el procesamiento por lotes y la miniaturización de los sistemas mecánicos en un dominio de dimensiones no son accesibles por convencionales (mecanizado) técnicas. Por otra parte, microfabricación proporciona una oportunidad para la integración de sistemas mecánicos con la electrónica para desarrollar rendimiento de circuito cerrado controlado MEMS-alto.
Los avances en la tecnología del IC en la última década han producido avances correspondientes en los procesos de fabricación de MEMS. Los procesos de fabricación permite la integración monolítica de las estructuras microelectromecánicos con la conducción, control y procesamiento de señal electrónica. Esta integración se compromete a mejorar el rendimiento de los dispositivos micromecánicos, así como reducir el coste de fabricación, envasado, y la instrumentación de estos dispositivos [7].
A. IC Fabricación
Cualquier discusión de MEMS requiere una comprensión básica de la tecnología de fabricación de CI, o de microfabricación, la que permite la tecnología principal para el desarrollo de MEMS. Los principales pasos en la tecnología de fabricación de CI son crecimiento de la película, el dopaje, la litografía, el grabado, corte en dados, y el embalaje.
el crecimiento de la película: Por lo general, un pulido de la oblea de Si se utiliza como sustrato, en la que creció la película es una delgada. La película, que puede ser epitaxial de silicio, SiO2, nitruro de silicio (Si3N4), Si policristalino (polisilicio), o de metal, se utiliza para construir los componentes activos o pasivos y las interconexiones entre los circuitos.
Dopaje: Para modular las propiedades de la capa de dispositivo, y controlable bajo nivel de una impureza atómica se puede introducir en la capa de difusión térmica o implantación de iones.
Litografía: Un patrón de una máscara se transfiere a la película por medio de un fotosensibles, es decir, sensible a la luz), químicos (conocidos como fotosensible. El proceso de generación de patrones y la transferencia se llama fotolitografía. Una máscara típica consiste en una placa de vidrio cubierta con un patrón de cromo (Cr) la película.
Grabado: El siguiente es la eliminación selectiva de las regiones no deseadas de una película o sustrato sobre el trazado de patrones. ataque químico húmedo o grabado en seco puede ser utilizado. -Máscara de materiales Etch se utilizan en las distintas etapas en el proceso de eliminación para evitar selectivamente aquellas partes del material de ser grabado. Estos materiales incluyen SiO2, Si3N4, y con dificultades al horno fotosensible.
Dados: La oblea terminado es cortado a máquina o en pequeños cuadrados o dados, de la que los componentes electrónicos se pueden hacer.
Embalaje: En las secciones individuales son embalados luego, un proceso que implica la ubicación física, la conexión, y la protección de un dispositivo o componente. diseño de MEMS está fuertemente ligada a los requisitos de embalaje, que a su vez son dictadas por el entorno de aplicación.
B. Micromaquinado granel y la vinculación de la oblea
micromecanizado a granel es una extensión de la tecnología del IC para la fabricación de estructuras 3D. Mayor parte micromaquinado de Si utiliza y subhúmedas secas, las técnicas de grabado húmedo, en relación con las máscaras de etch y deja de grabar para esculpir dispositivos micromecánicos del substrato del silicio. Las dos capacidades claves que hacen a granel micromecanizado una tecnología viable son:
1) etchants anisotrópico de silicio, como el etileno-diamina y pyrocatechol (EDP), hidróxido de potasio (KOH), y la hidracina (N2H4). Estos solo cristal preferentemente etch Si a lo largo de determinado planos del cristal.
2) Etch máscaras y dejar de técnicas de grabado que se puede utilizar con grabadores Si anisotrópico para evitar selectivamente regiones de Si de ser grabado. etch máscaras Buenas son proporcionados por SiO2 y Si3N4, y algunas películas delgadas metálicas tales como Cr y Au (oro).
Un inconveniente de grabado anisotrópico mojado es que la geometría de la microestructura se define por la estructura cristalina interna del sustrato. En consecuencia, la fabricación de múltiples e interconectadas estructuras micromecánica de la geometría de forma libre es a menudo difícil o imposible. Dos técnicas de procesamiento adicionales han ampliado el rango de mayor tecnología de microfabricación tradicionales: en el fondo grabado anisotrópico en seco y la vinculación de la oblea. gas de plasma reactiva puede realizar profundas de grabado en seco anisotrópico de obleas de silicio, hasta una profundidad de unos cientos de micras, mientras que mantiene sin problemas los perfiles laterales verticales. La otra tecnología, la vinculación de la oblea, los permisos de un substrato del silicio que se adhiere a otro sustrato, normalmente silicio o de cristal. Usados en combinación, el grabado anisotrópico y técnicas de unión de la oblea puede construir 3D complejas microestructuras como microvalves y microbombas [3].
C. Micromaquinado superficie
Micromecanizado de superficie permite la fabricación de varios componentes complejas estructuras integradas de micromecánica que no sería posible con la mayor parte micromaquinado tradicionales. Esta técnica envuelve específica partes estructurales de un dispositivo en capas de un material de sacrificio durante el proceso de fabricación. La oblea sustrato se utiliza principalmente como soporte mecánico en el que múltiples capas alternas de material estructural y de sacrificio se depositan y modelado para darse cuenta de las estructuras micromecánica. El material de sacrificio entonces se disuelve en un grabador de químicos que no ataca las partes estructurales. La superficie micromecanizado técnica ampliamente utilizada, la mayoría de la superficie de micromecanizado de polisilicio, SiO2 utiliza como material de sacrificio y de polisilicio como material estructural.
En la Universidad de Wisconsin en Madison, la superficie de polisilicio de investigación micromecanizado comenzó en la década de 1980, en un esfuerzo para crear precisión micro sensores de presión alta. El control de las tensiones internas de una película delgada es importante para la fabricación de estructuras microelectromecánicos. La industria de fabricación microelectrónica normalmente crece de polisilicio, nitruro de silicio y dióxido de películas de silicio usando recetas que minimizar el tiempo. Por desgracia, un proceso de deposición que está optimizada para la velocidad no siempre crean una película interna de baja tensión. De hecho, la mayoría de estas películas tienen tensiones internas que son muy compresión (que tiende a contrato). Una placa independiente de polisilicio de alta compresión que se celebra en todos sus bordes torcerán (es decir, el colapso o ceder el paso). Esto es altamente indeseable. La solución es modificar el proceso de deposición de la película para controlar la tensión interna por lo que lo convierte sin estrés o un poco de tracción .
Una forma de hacerlo es a la droga de la película con el boro, el fósforo o el arsénico. Sin embargo, una película de polisilicio dopado es conductor, y esta propiedad puede interferir con los dispositivos mecánicos incorporados electrónica. Otro problema con polisilicio dopado es que es áspera por el ácido fluorhídrico (HF), que se utiliza habitualmente para las secciones libres de la mecánica del dispositivo final del substrato. polisilicio en bruto tiene diferentes propiedades mecánicas de polisilicio suave. Por lo tanto, de la rugosidad debe ser la cantidad que se tome en cuenta en el diseño de las piezas mecánicas del dispositivo micro.
Una mejor manera de controlar el estrés en el polisilicio es a través de mensaje de recocido , que consiste en la deposición de puro, de grano fino, a la compresión (es decir, se puede comprimir) polisilicio. Recocido el polisilicio después de la deposición a temperaturas elevadas puede cambiar la película que se libre de estrés o tensión. La temperatura de recocido establece la final del estrés película. Después de esto, la electrónica puede ser incorporada en las películas de polisilicio a través de dopaje selectivo, y el ácido fluorhídrico no va a cambiar las propiedades mecánicas del material [16].
Deposición de la temperatura y la película de silicio de nitruro de relación puede controlar el estrés de un nitruro de silicio (Si3N4) la película. Las películas pueden ser depositados en la compresión, libre de estrés o de tensión [6].
temperatura de deposición y posterior recocido puede controlar de dióxido de silicio (SiO2), tensión de la película. Debido a que es difícil controlar el estrés de SiO2 con precisión, SiO2 no suele ser utilizado como material mecánico por sí mismo, sino como el aislamiento electrónico o como una capa de sacrificio en polisilicio.
D. Micromolding
En el proceso micromolding, microestructuras son fabricadas con moldes para definir la deposición de la capa estructural. El material estructural se deposita sólo en aquellos ámbitos que constituyen la estructura microdispositivo, en contraste con la superficie y micromecanizado a granel, que cuentan con depósito general del material estructural seguida de grabado para realizar la geometría del dispositivo final. Después de la deposición de capas estructurales, el molde se disuelve en un grabador químicos que no ataca el material estructural. Uno de los micromolding procesos más prominente es el proceso LIGA. LIGA es un acrónimo alemán de lithographie, galvanoformung, abformung und (litografía, galvanoplastia y fundición). Este proceso puede ser utilizado para la fabricación de alta aspecto 3D relación entre microestructuras en una amplia variedad de materiales, como metales, polímeros , cerámicas y vidrios. Fotosensibles poliimidas también se utilizan para la siembra en los moldes de fabricación. El proceso de fotolitografía es similar a la fotolitografía convencional, excepto que poliimida trabaja como negativos resistencia.
Nombre: yenny medina
c.I 19847659
Materia: circuitos e alta frecuencia
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