書籍：《炬豐科技-半導(dǎo)體工藝》

文章：集成硅傳感器技術(shù)和微觀結(jié)構(gòu)

編號(hào)：JFKJ-21-157

作者：炬豐科技

摘要 ?

? 在過(guò)去的十年中，集成傳感器技術(shù)的發(fā)展使大量制造各種各樣的微結(jié)構(gòu)成為可能。?批量微加工現(xiàn)在廣泛應(yīng)用于雙面加工，而單個(gè)雙面溶解晶片批量加工在許多應(yīng)用中具有優(yōu)勢(shì)。?表面微加工避免了對(duì)晶圓體進(jìn)行深度刻蝕的必要性，但在犧牲刻蝕過(guò)程中需要仔細(xì)控制沉積膜文章全部詳情：壹叁叁伍捌零陸肆叁叁叁的應(yīng)力和對(duì)晶圓的保護(hù)。?晶片規(guī)模的鍵合過(guò)程，如靜電鍵合和硅熔合，為三維微結(jié)構(gòu)的創(chuàng)建提供了額外的工具。這些過(guò)程和微結(jié)構(gòu)在神經(jīng)電子界面、質(zhì)量流和微流傳感器以及多通道亞微米表面輪廓儀中的應(yīng)用。?最后，討論了將這些方法擴(kuò)展到完整的集成微系統(tǒng)(單片或多片混合實(shí)現(xiàn))，并研究了在毫米波元件和真空微電子學(xué)等領(lǐng)域的應(yīng)用。

介紹 ?

? 在過(guò)去的25年里，在將大量的固態(tài)器件集成到一塊芯片上的能力方面取得了巨大的進(jìn)步，這使得復(fù)雜的微系統(tǒng)成為可能和現(xiàn)實(shí)。?到本世紀(jì)末，預(yù)計(jì)將出現(xiàn)能夠存儲(chǔ)超過(guò)10億位元的單片存儲(chǔ)器和運(yùn)行速度超過(guò)1000 MIPS的微處理器。?這些能力將繼續(xù)計(jì)算機(jī)和通信領(lǐng)域正在進(jìn)行的革命;?然而，在其他重要領(lǐng)域，如醫(yī)療保健、工業(yè)自動(dòng)化、國(guó)防系統(tǒng)和消費(fèi)產(chǎn)品，微電子必須與非電子世界相連接。?在這些領(lǐng)域，傳感器和執(zhí)行器需要加入集成控制電路和外部非電子系統(tǒng)。?在過(guò)去的十年中，研究活動(dòng)已經(jīng)加強(qiáng)，主要使用標(biāo)準(zhǔn)硅工藝技術(shù)的擴(kuò)展來(lái)開(kāi)發(fā)這些外圍組件。?今天，完整的閉環(huán)微系統(tǒng)被預(yù)測(cè)用于微型細(xì)胞生長(zhǎng)系統(tǒng)、化學(xué)分析系統(tǒng)、亞微米微定位器、多通道表面成象器和磁讀出系統(tǒng)等應(yīng)用。?似乎可以肯定的是，這些設(shè)備中的許多將在未來(lái)十年實(shí)現(xiàn)，可能會(huì)使用單片和多片混合技術(shù)。 ?

? 除了用于傳統(tǒng)集成電路的技術(shù)外，用于集成傳感器的技術(shù)還包括精密硅蝕刻和硅晶片級(jí)鍵合工藝。?這些技術(shù)提供了創(chuàng)建復(fù)雜的二維和三維微結(jié)構(gòu)的能力，這些微結(jié)構(gòu)除了在微傳感器和微執(zhí)行器中的許多用途外，還可能應(yīng)用于毫米波集成電路、微型天線系統(tǒng)、真空?qǐng)霭l(fā)射器和波導(dǎo)的實(shí)現(xiàn)。?本文綜述了近年來(lái)集成傳感器的技術(shù)和微結(jié)構(gòu)，它們?cè)谝恍┲匾骷械膽?yīng)用。?預(yù)計(jì)這些應(yīng)用程序還會(huì)提出其他建議。?體積和表面微加工都將被考慮，包括使用雜質(zhì)基蝕刻停止和犧牲層。?技術(shù)，如靜電晶圓對(duì)晶圓鍵合和硅熔合的堆疊微結(jié)構(gòu)也將提到。?該技術(shù)將通過(guò)展示其在各種設(shè)備上的應(yīng)用來(lái)說(shuō)明，包括用于探索真實(shí)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)所采用的信號(hào)處理技術(shù)的微探針，利用超薄應(yīng)力補(bǔ)償膜的壓力和微流量傳感器，?用于精確位置控制和傳感器自我測(cè)試的靜電驅(qū)動(dòng)微執(zhí)行器，以及用于原子力顯微鏡的微機(jī)械硅掃描探針。?最后，將考慮在芯片上集成完整的儀表系統(tǒng)的潛力。 ?

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本文重點(diǎn)講述了微加工技術(shù)，表面微加工，晶圓鍵合和電鑄技術(shù)等問(wèn)題等問(wèn)題。