MEMS的工藝流程和MEMS加速度計的應(yīng)用前景詳細(xì)說明

　　MEMS技術(shù)是目前很多廠家都在使用的先進(jìn)技術(shù)之一，在前兩篇文章中，小編對MEMS存儲設(shè)備請求調(diào)度算法以及MEMS存儲設(shè)備的故障管理有所介紹。為增進(jìn)大家對MEMS的了解，本文將對典型的MEMS工藝流程以及MEMS加速度計的運(yùn)用前景予以闡述。如果你對MEMS具有興趣，不妨繼續(xù)往下閱讀哦。

　　一、典型MEMS工藝流程

　　MEMS表面微機(jī)械加工工藝是指所有工藝都是在圓片表面進(jìn)行的MEMS制造工藝。表面微加工中，采用低壓化學(xué)氣相淀積（LPCVD）這一類方法來獲得作為結(jié)構(gòu)單元的薄膜。表面微加工工藝采用若干淀積層來制作結(jié)構(gòu)，然后釋放部件，允許它們做橫向和縱向的運(yùn)動，從而形成MEMS執(zhí)行器。最常見的表面微機(jī)械結(jié)構(gòu)材料是LPVCD淀積的多晶硅，多晶硅性能穩(wěn)定且各向同性，通過仔細(xì)控制淀積工藝可以很好的控制薄膜應(yīng)力。此外，表面微加工工藝與集成電路生產(chǎn)工藝兼容，且集成度較高。

　　下面結(jié)合北京大學(xué)微系統(tǒng)所的MEMS標(biāo)準(zhǔn)工藝，以一個MEMS中最主要的結(jié)構(gòu)——梁為例介紹一下MEMS表面加工工藝的具體流程。

　　1.硅片準(zhǔn)備

　　2.熱氧生長二氧化硅（SiO2）作為絕緣層

　　3.LPCVD淀積氮化硅（Si3N4）作為絕緣及抗蝕層

　　4.LPCVD淀積多晶硅1（POLY1）作為底電極

　　5.多晶硅摻雜及退火

　　6.光刻及腐蝕POLY1，圖形轉(zhuǎn)移得到POLY1圖形

　　7.LPCVD磷硅玻璃（PSG）作為犧牲層

　　8.光刻及腐蝕PSG，圖形轉(zhuǎn)移得到BUMP圖形

　　9.光刻及腐蝕PSG形成錨區(qū)

　　10.LPCVD淀積多晶硅2（POLY2）作為結(jié)構(gòu)層

　　11.多晶硅摻雜及退火

　　12.光刻及腐蝕POLY2，圖形轉(zhuǎn)移得到POLY2結(jié)構(gòu)層圖形

　　13.濺射鋁金屬（Al）層

　　14.光刻及腐蝕鋁層，圖形轉(zhuǎn)移得到金屬層圖形

　　15.釋放得到活動的結(jié)構(gòu)

　　至此，我們利用MEMS表面加工工藝完成了一個梁的制作。這個工藝流程中共有五塊掩膜版，分別是：

　　1.POLY1，用的是陽版，形成的多晶1圖形用來提供機(jī)械層的電學(xué)連接，地極板或屏蔽電極;

　　2.BUMP，用的是陰版，在犧牲層上形成凹槽，使得以后形成的多晶硅機(jī)械層上出現(xiàn)小突起，減小在釋放過程或工作過程中機(jī)械層與襯底的接觸面積，起一定的抗粘附作用;

　　3.ANCHOR，用的是陰版，在犧牲層上刻孔，形成機(jī)械層在襯底上的支柱，并提供電學(xué)連接;

　　4.POLY2，用的是陽版，用來形成多晶硅機(jī)械結(jié)構(gòu);

　　5.METAL，用的是陽版，用來形成電連接或測試接觸。

　　二、MEMS加速度計的運(yùn)用前景

　　MEMS傳感器即微機(jī)電系統(tǒng)（Microelectro Mechanical Systems），是在微電子技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展起來的多學(xué)科交叉的前沿研究領(lǐng)域。經(jīng)過四十多年的發(fā)展，已成為世界矚目的重大科技領(lǐng)域之一。它涉及電子、機(jī)械、材料、物理學(xué)、化學(xué)、生物學(xué)、醫(yī)學(xué)等多種學(xué)科與技術(shù)，具有廣闊的應(yīng)用前景。而MEMS加速度計便是其中一種。

　　目前利用3軸MEMS加速度計開發(fā)出的新型應(yīng)用有：?帶有運(yùn)動檢測和狀態(tài)感知的手機(jī)以監(jiān)視手機(jī)所在位置和被使用狀況。這種傳感器能夠提供很多功能，例如更直觀的用戶界面和延長電池壽命的智能電源管理。?帶有硬盤保護(hù)系統(tǒng)的筆記本計算機(jī)和媒體播放器。隨著對便攜式設(shè)備存儲能力要求的增加，測量沖擊和跌落事件有助于提高產(chǎn)品的魯棒性。

　　可移動游戲機(jī)，通過改善當(dāng)前游戲的界面和開發(fā)新的基于運(yùn)動的游戲而提供更多的互動、直觀和趣味的游戲體驗。數(shù)碼相機(jī)，通過檢測位置、運(yùn)動和振動而自動地幫助用戶更好地拍照。?由于這些新型功能可以使產(chǎn)品更具特色，因而3軸MEMS加速度計也得到便攜設(shè)備廠商的認(rèn)同。在價格降低到可以接受的水平后，3軸MEMS加速度計將廣泛應(yīng)用于手機(jī)、媒體播放器、視頻游戲機(jī)、照相機(jī)和計算機(jī)等產(chǎn)品上，有著巨大的市場潛力