Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Мазмұны
Кіріспе
Беттік микроөңдеу микроқұрылымдарды субстрат үстіне қабаттарды жағдыру және құрылымдық қабаттарды жою арқылы құрайды. Бұл көлемдік микроөңдеуден ерекшеленеді, онда кремнийлі пластина субстраты құрылымдар жасау үшін таңдамалы түрде кесіледі.
Surface micromachining builds microstructures by deposition and etching structural layers over a substrate. This is different from Bulk micromachining, in which a silicon substrate wafer is selectively etched to produce structures.
Қабаттар
Жалпы, поликремний субстрат қабаттарының бірі ретінде, ал кремний диоксиді құрбанды қабат ретінде қолданылады. Құрбанды қабат алынып тасталады немесе қалыңдығы бойынша қажетті қуыс жасау үшін жойылса, орын босатылады. Қосылған қабаттардың мөлшері 2-ден 5 микрометрге дейін ауытқуы мүмкін. Бұл өңдеу процесінің басты артықшылығы – бір субстратқа электрондық және механикалық компоненттерді (функцияларды) орнату мүмкіндігі. Беттік микро өңделген компоненттер көлемді микро өңделген аналогтарымен салыстырғанда кішірек. Құрылымдар субстраттың ішінде емес, бетінде салынғандықтан, субстраттың қасиеттері көлемді микро өңдеудегідей маңызды емес. Қымбат силиций пластиналарын шыны немесе пластик сияқты арзан субстраттармен алмастыруға болады. Субстраттардың мөлшері силиций пластинасынан үлкен болуы мүмкін, ал беттік микро өңдеу жалпақ панельді дисплейлер үшін үлкен аудандағы шыны субстраттарда жұқа пленкалық транзисторларды өндіру үшін қолданылады. Бұл технология жұқа пленкалық күн элементтерін шыныға, полиэтилен терефталатқа немесе басқа да икемді емес материалдарға жабу арқылы жасау үшін де қолданылады.
Generally, polysilicon is used as one of the substrate layers while silicon dioxide is used as a sacrificial layer. The sacrificial layer is removed or etched out to create any necessary void in the thickness direction. Added layers tend to vary in size from 2 5 micrometres. The main advantage of this machining process is the ability to build electronic and mechanical components (functions) on the same substrate. Surface micro machined components are smaller compared to their bulk micro machined counterparts. As the structures are built on top of the substrate and not inside it, the substrate's properties are not as important as in bulk micro machining. Expensive silicon wafers can be replaced by cheaper substrates, such as glass or plastic. The size of the substrates may be larger than a silicon wafer, and surface micro machining is used to produce thin film transistors on large area glass substrates for flat panel displays. This technology can also be used for the manufacture of thin film solar cells, which can be deposited on glass, polyethylene terepthalate substrates or other non rigid materials.
Өндірістік процесс
Микроөңдеу кремний пластинкасы немесе басқа субстраттан басталады, оның үстіне жаңа қабаттар жатылады. Бұл қабаттар фотолитография арқылы таңдамалы түрде кесіледі; қышқылды қолданатын ылғал кесу немесе иондалған газды (немесе плазманы) қолданатын құрғақ кесу арқылы. Құрғақ кесу химиялық кесуді физикалық кесумен немесе иондық бомбалаумен үйлестіре алады. Жер бетіндегі микроөңдеу әр қабатта әртүрлі маска (әртүрлі сурет шығаратын) қажет болғанша көп қабаттарды қамтиды. Қазіргі заманғы интегралды схемаларды жасау осы техниканы пайдаланады және 100-ге дейін қабаттарды қолдануы мүмкін. Микроөңдеу – салыстырмалы түрде жас технология және әдетте 5 немесе 6 қабаттан аспайды. Жер бетіндегі микроөңдеу дамыған технологияны қолданады (бірақ кейде қатал талаптарға жеткіліксіз болса да), оны көлемді өндіріс үшін оңай қайталауға болады.
Micro machining starts with a silicon wafer or other substrate upon which new layers are grown. These layers are selectively etched by photo lithography; either a wet etch involving an acid, or a dry etch involving an ionized gas (or plasma). Dry etching can combine chemical etching with physical etching or ion bombardment. Surface micro machining involves as many layers as are needed with a different mask (producing a different pattern) on each layer. Modern integrated circuit fabrication uses this technique and can use as many as 100 layers. Micro machining is a younger technology and usually uses no more than 5 or 6 layers. Surface micro machining uses developed technology (although sometimes not enough for demanding applications) which is easily repeatable for volume production.
Құрбандық қабаттары
Құрбандық қабаты жылжымалы бөлшектер сияқты күрделі компоненттерді құру үшін қолданылады. Мысалы, аспалы консольді құрбандық қабатын жағу және құрылымдау арқылы жасауға болады, содан кейін болашақ сәулелердің негізге (субстратқа) бекітілуі тиіс жерлерде (яғни, бекіту нүктелерінде) селективті түрде алынып тасталады. Содан кейін полимердің үстіне құрылымдық қабат жағылады және сәулелерді анықтау үшін құрылымдалады. Ақырында, құрбандық қабаты алынып тасталып, құрылымдық қабатқа зақым келтірмейтін селективті гравировка процесі арқылы сәулелер босатылады. Құрылымдық және құрбандық қабаттардың көптеген комбинациялары мүмкін. Қай комбинация таңдалғаны процеске байланысты. Мысалы, құрбандық қабатын жоюға қолданылатын процесс құрылымдық қабатқа зақым келтірмеуі керек.
A sacrificial layer is used to build complicated components, such as movable parts. For example, a suspended cantilever can be built by depositing and structuring a sacrificial layer, which is then selectively removed at the locations where the future beams must be attached to the substrate (i. e. the anchor points). A structural layer is then deposited on top of the polymer and structured to define the beams. Finally, the sacrificial layer is removed to release the beams, using a selective etch process that does not damage the structural layer. Many combinations of structural and sacrificial layers are possible. The combination chosen depends on the process. For example, it is important for the structural layer not to be damaged by the process used to remove the sacrificial layer.