微机械加工(MEMS,Micro-Electro-Mechanical Systems)是一种将微型机构、微型传感器、微型执行器以及信号处理和控制电路、通信接口及电源等于一体的微型器件或系统。其加工方法主要包括光刻、干法刻蚀、湿法刻蚀、薄膜沉积、离子注入、扩散、封装等。
以下是一些关键的微机械加工技术:
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光刻:
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利用光源在光刻胶上形成图案,再通过刻蚀将图案转移到基板上的薄膜。
- 光刻是微机械加工中常用的图形转化方法,用于制作各种微小结构。
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干法刻蚀:
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包括等离子刻蚀和反应离子刻蚀,通过等离子或气体束与材料表面相互作用,将材料逐层去除。
- 干法刻蚀具有高精度、侧壁平整等优点,常用于制作微机械结构中的深槽和复杂图案。
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湿法刻蚀:
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利用化学溶液溶解材料,将图案转移到基板上的薄膜。
- 湿法刻蚀与干法刻蚀相比,适用于大面积、复杂图案的加工,但精度和侧壁平整度相对较差。
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薄膜沉积:
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在基板表面形成薄膜,如金属膜、氧化物膜或氮化物膜等。
- 薄膜沉积技术用于构建微机械结构中的功能层,如绝缘层、反射层或驱动元件层。
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离子注入:
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通过高能离子束注入材料内部,改变材料的物理和化学性质。
- 离子注入可用于制作半导体器件、传感器或执行器的敏感元件。
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扩散:
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利用热扩散原理,使特定元素或化合物在材料内部重新分布。
- 扩散可用于制作半导体器件中的掺杂区域或电阻变化区域。
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封装:
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将微机械结构与外部电路连接,并提供必要的保护。
- 封装技术确保微机械结构在恶劣环境中稳定工作,同时防止外界干扰。
***还有一些新兴的微机械加工技术,如激光刻蚀、纳米压印、电泳沉积等,这些技术在特定领域具有独特的优势和应用前景。
*****微机械加工方法的选择取决于具体的应用需求、材料特性以及加工精度要求。在实际应用中,通常会综合运用多种加工技术来达到理想的加工效果。