Что такое поверхностная микрообработка?

Поверхностная микрообработка - это процесс изготовления, используемый для разработки интегральных микросхем и датчиков различных типов. Использование методов поверхностной микрообработки позволяет наносить до 100 тонко нанесенных слоев рисунков схем на один чип. Для сравнения, только пять или шесть слоев возможны при использовании стандартных процессов микрообработки. Это позволяет включать в каждый чип гораздо больше функций и электроники для использования в датчиках движения, акселерометрах, которые приводят в действие подушки безопасности при аварии транспортного средства, или для использования в гироскопах навигационных систем. Для поверхностной микрообработки используются избранные материалы, а также процессы влажного и сухого травления для формирования схемных слоев.

Компоненты схемы, изготовленные с использованием этого метода, первоначально использовались в акселерометрах, которые устанавливали подушки безопасности в транспортных средствах во время аварии. Поверхностные микрообработанные датчики в транспортных средствах также обеспечивают защиту от опрокидывания посредством контроля наклона и используются в антиблокировочных тормозных системах. Эта схема также используется в высокопроизводительных гироскопах в системах управления наведения и навигационных системах. Поскольку схемы, изготовленные с использованием этого метода, дают крошечные и точные схемы, можно комбинировать несколько функций на одной микросхеме для использования при измерении движения, измерении потока и в некоторой бытовой электронике. В фотографии, при съемке на видеокамеру, эти чипы обеспечивают стабилизацию изображения во время движения.

Процесс поверхностной микрообработки использует либо подложки из кристаллического кремния в качестве основы для создания слоев, либо может быть запущен на более дешевых стеклянных или пластиковых подложках. Обычно первый слой состоит из оксида кремния, изолятора, который травится до желаемой толщины. Поверх этого слоя наносится слой светочувствительной пленки, а ультрафиолетовое (УФ) излучение применяется через накладываемый рисунок схемы. Затем эту пластину разрабатывают, промывают и обжигают для последующего процесса травления. Этот процесс повторяется многократно, чтобы нанести больше слоев, с тщательным мониторингом и точными методами травления, примененными к каждому слою, для получения окончательного слоистого чипа.

Фактический процесс поверхностной микрообработки травления выполняется одним или комбинацией нескольких процессов механической обработки. Мокрое травление выполняется с использованием плавиковой кислоты для вытравливания схемотехники на слоях, прорезая незащищенные изоляционные материалы; незагравированные участки этого слоя затем подвергают электролизу, чтобы изолировать слой от следующего нанесенного слоя. Сухое травление может быть выполнено отдельно или в сочетании с химическим травлением с использованием ионизированного газа для бомбардировки участков, подлежащих травлению. Производители используют сухое плазменное травление, когда большая часть слоя должна быть протравлена ​​в схеме. Кроме того, другая плазменная комбинация хлора с газообразным фтором может производить глубокие вертикальные надрезы через пленочные маскирующие материалы слоя, что часто необходимо при производстве микросхем датчика сенсора.