隨著MEMS技術的不斷成熟和全面走向應用，MEMS芯片的量產問題變得越來越重要。顯然MEMS芯片的量產必須在集成電路生產線上進行，但是MEMS芯片制造與集成電路制造相比有明顯不同，這使得集成電路生產線在轉型制造MEMS芯片時會遇到一些特殊的工藝問題。本書主要圍繞如何利用集成電路平面工藝制造三維微機械結構，進而實現(xiàn)硅基MEMS芯片的批量制造，系統(tǒng)介紹了硅基MEMS芯片制造技術。由于MEMS涉及學科較多，為了讓不同學科背景的人能夠快速讀懂本書，本書先對MEMS的來龍去脈及MEMS出現(xiàn)的原因進行了簡單介紹，然后詳細介紹了相關內容，盡量做到通俗易懂。希望讀者通過本書能全面了解硅基MEMS芯片制造技術，為從事與MEMS相關的工作打下基礎。
王躍林博士，中國科學院上海微系統(tǒng)與信息技術研究所研究員、博導，享受國務院頒發(fā)的政府特殊津貼，入選中科院"百人計劃”，新世紀百千萬人才工程國家級人選。曾獲獲國家技術發(fā)明二等獎、上海市技術發(fā)明一等獎、浙江省技術發(fā)明一等獎和教育部自然科學二等獎等多項，發(fā)表論文300余篇，獲授權發(fā)明專利150余項。從1999年開始被國家科技部聘為連續(xù)三屆973項目首席科學家，擔任SCI期刊Sensors & Materials編委、電子學報編委、中國微米納米技術學會副理事長、上海市傳感技術學會名譽理事長、中國儀器儀表學會傳感器學會和儀表工藝學會副理事長、中國儀器儀表行業(yè)協(xié)會傳感器分會副理事長等多個學術職務。
第1章 緒論
1.1 MEMS技術發(fā)展歷程
1.2 典型 MEMS 產品
1.3 MEMS 發(fā)展緩慢的主要原因
1.4 MEMS 發(fā)展的啟示
參考文獻
第2章 常規(guī)集成電路制造工藝簡介
2.1 集成電路制造工藝流程
2.2 清洗工藝
2.2.1 H2SO4/H2O2去除殘留有機物
2.2.2 HF/NH4F去除SiO2
2.2.3 HCl/H2O2去除金屬元素
2.2.4 NH3·H2O/H2O2去除顆粒物
2.2.5 標準清洗工藝
2.2.6 脫水處理
2.2.7 特殊清洗工藝
2.3 氧化和擴散工藝
2.3.1 氧化工藝
2.3.2 擴散工藝
2.3.3 其他熱加工工藝
2.4 光刻工藝
2.4.1 光刻工藝主要工序
2.4.2 光刻版
2.4.3 增黏劑
2.4.4 光刻膠
2.4.5 光刻機類型
2.4.6 光刻機分辨率和對準
2.4.7 顯影
2.4.8 檢驗
2.5 離子注入工藝
2.5.1 離子注入特點及分類
2.5.2 離子注入過程
2.5.3 劑量和能量
2.5.4 隧道效應
2.5.5 摻雜原子激活
2.6 用于布線的金屬薄膜工藝
2.6.1 金屬薄膜概述
2.6.2 薄膜形成工藝
2.6.3 臺階覆蓋
2.6.4 電遷移現(xiàn)象
2.6.5 尖刺現(xiàn)象
參考文獻
第3章 三維微機械結構濕法腐蝕技術
3.1 各向同性腐蝕技術
3.1.1 腐蝕原理
3.1.2 腐蝕裝置
3.1.3 HNA 腐蝕規(guī)律
3.1.4 各向同性腐蝕的應用
3.2 各向異性腐蝕技術
3.2.1 腐蝕原理
3.2.2 腐蝕裝置
3.2.3 腐蝕規(guī)律
3.2.4 削角補償
3.2.5 各向異性腐蝕的應用
3.3 自停止腐蝕技術
3.3.1 重摻雜自停止腐蝕技術
3.3.2 電化學自停止腐蝕技術
3.3.3 注入損傷自停止腐蝕技術
3.3.4 GexSi1-x應變層自停止腐蝕技術
3.3.5 自停止腐蝕技術的應用
3.4 多孔硅濕法腐蝕技術
3.4.1 多孔硅腐蝕機理
3.4.2 多孔硅的特性
3.4.3 多孔硅的應用
參考文獻
第4章 三維微機械結構干法刻蝕技術
4.1 深反應離子刻蝕技術
4.1.1 等離子體與反應離子刻蝕基礎
4.1.2 刻蝕指標
4.1.3 Bosch 工藝
4.1.4 低溫刻蝕技術
4.1.5 DRIE 工藝應用實例
4.2 XeF2干法各向同性腐蝕技術
4.2.1 XeF 2硅腐蝕的原理
4.2.2 XeF 2硅腐蝕工藝方法
4.2.3 XeF 2硅腐蝕的腐蝕速率和尺寸效應
4.2.4 XeF 2硅腐蝕的選擇比
4.2.5 XeF 2硅腐蝕的典型工藝和應用
4.3 氣相 HF 腐蝕
4.3.1 氣相 HF 腐蝕原理
4.3.2 氣相 HF 腐蝕在加速度計中的應用
參考文獻
第5章 鍵合技術
5.1 硅-硅直接鍵合技術
5.1.1 鍵合工藝特性
5.1.2 鍵合裝置
5.1.3 鍵合工藝
5.1.4 應用場合
5.2 硅-玻璃直接鍵合技術
5.2.1 鍵合原理
5.2.2 鍵合工藝特性
5.2.3 鍵合裝置
5.2.4 鍵合工藝
5.2.5 應用場合
5.3 帶金屬中間層的鍵合技術
5.3.1 共晶鍵合
5.3.2 熱壓鍵合
5.3.3 反應鍵合
5.4 黏附層鍵合
5.5 Ｘ-硅鍵合
5.5.1 等離子體輔助鍵合
5.5.2 表面激活鍵合
5.6 鍵合強度檢測
5.6.1 鍵合面鍵合質量
5.6.2 鍵合強度的表征
參考文獻
第6 章 低應力薄膜制造技術
6.1 多晶硅薄膜
6.1.1 薄膜沉積工藝介紹
6.1.2 LPCVD 制備多晶硅薄膜的基本原理
6.1.3 LPCVD 成膜裝置
6.1.4 LPCVD 多晶硅薄膜及其工藝特性
6.1.5 適合應用的場合
6.2 氮化硅薄膜
6.2.1 基本原理與工藝特性分析
6.2.2 不同工藝特性分析
6.2.3 高溫退火工藝的影響
6.2.4 適合應用的場合
6.3 二氧化硅薄膜
6.3.1 不同工藝特性分析
6.3.2 LPCVD 法制備二氧化硅薄膜基本原理
6.3.3 LPCVD 法制備二氧化硅薄膜工藝特性
6.3.4 適合應用的場合
6.4 壓電薄膜
6.4.1 壓電薄膜簡介
6.4.2 PZT 壓電薄膜
6.4.3 氮化鋁壓電薄膜
6.5 非晶硅薄膜
6.5.1 基本原理
6.5.2 不同工藝特性分析
6.5.3 適合應用的場合
6.6 工藝檢測
6.6.1 橢圓偏振光譜儀
6.6.2 原子力顯微鏡
6.6.3 薄膜應力分析
參考文獻
第7 章 犧牲層技術
7.1 多晶硅/SiO2犧牲層技術
7.2 金屬/光刻膠犧牲層技術
7.2.1 光刻膠
7.2.2 光刻膠犧牲層工藝
7.2.3 光刻膠犧牲層的應用
7 .3 介質材料/單晶硅犧牲層技術
7.3.1 單晶硅犧牲層工藝
7.3.2 單晶硅犧牲層的應用
參考文獻
第8 章 膜結構制造技術
8.1 膜結構簡介
8.2 開放膜結構
8.3 封閉膜結構
8.4 島膜結構
8.5 常見膜結構的應用和相應的制造工藝
參考文獻
第9 章 梁結構制造技術
9.1 單臂梁結構
9.1.1 單臂梁結構力學特性
9.1.2 單臂梁結構制造工藝
9.1.3 單臂梁的工作模式
9.1.4 單臂梁的應用
9.2 多臂梁結構
9.2.1 多臂梁結構力學特性
9.2.2 多臂梁結構制造工藝
9.2.3 多臂梁的應用
9.3 雙面梁結構
9.3.1 雙面梁結構力學特性
9.3.2 雙面梁結構制造工藝
9.3.3 雙面梁的應用
9.4 梳齒梁結構
9.4.1 梳齒梁結構制造工藝
9.4.2 梳齒梁的應用
參考文獻
第10 章 納米敏感結構制造技術
10.1 硅納米線制造方法及關鍵工藝
10.1.1 氧化工藝
10.1.2 濕法腐蝕工藝
10.2 鳥嘴型硅納米線制造方法
10.2.1 工藝參數(shù)
10.2.2 工藝流程
10.2.3 制造結果
10.3 頂層硅納米線陣列制造方法
10.3.1 光刻及掩�？涛g工藝
10.3.2 硅的各向異性腐蝕工藝
10.3.3 硅的熱氧化工藝
10.4 底部硅納米線陣列制造方法
10.4.1 光刻及掩�？涛g工藝
10.4.2 硅深刻蝕工藝
10.4.3 硅各向異性腐蝕工藝
10.4.4 硅的熱氧化工藝
10.4.5 二氧化硅的腐蝕工藝
10.5 雙層硅納米線制造技術
10 .5 .1 垂直堆疊硅納米線制造的工藝流程
10.5.2 垂直堆疊硅納米線的制造結果
參考文獻
第11 章 典型 MEMS 芯片制造工藝流程
11.1 慣性傳感器
11.1.1 硅體微加工工藝
11.1.2 表面微加工工藝
11.1.3 商業(yè)化慣性器件加工工藝平臺
11.2 壓力傳感器
11.2.1 壓力傳感器結構描述
11.2.2 壓力傳感器工藝流程
11.2.3 壓力傳感器關鍵工藝
11.3 熱電堆紅外傳感器
11.3.1 通過釋放孔刻蝕硅襯底釋放熱電堆結構層
11.3.2 通過釋放孔刻蝕犧牲層釋放熱電堆結構層
11.3.3 背面結構釋放工藝
11.4 體聲波諧振器
11.4.1 基本原理和器件結構
11.4.2 性能優(yōu)化
11.4.3 關鍵制備工藝
11.4.4 FBAR 器件制造工藝流程
11.4.5 SMR-BAW 制造工藝流程
11.4.6 工藝誤差和修正
11.5 硅傳聲器
11.6 壓電微機械超聲換能器
參考文獻
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