Vad är ytmikromachinering?
Ytmikromaskinering är en tillverkningsprocess som används för att utveckla integrerade kretsar och sensorer av olika slag. Genom att använda ytmikromaskinbehandlingstekniker tillåts applikationer av upp till nästan 100 fint applicerade lager av kretsmönster på ett chip. Som jämförelse är det bara fem eller sex lager som är möjliga med användning av standardmikromachineringsprocesser. Detta gör att många fler funktioner och elektronik kan integreras i varje chip för användning i rörelsessensorer, accelerometrar som sänder airbags i en fordonskrasch eller för användning i navigationssystemets gyroskop. Ytmikromaskinbehandling använder utvalda material och både våta och torra etsningsprocesser för att bilda kretslagren.
Kretsdelar tillverkade med denna metod användes ursprungligen i accelerometrar, som satte ut krockkuddar i fordon vid en krasch. Ytmikromachinerade sensorer i fordon ger också skydd mot rullning via lutningskontroll och används i låsande bromssystem. Detta kretssystem används också i högpresterande gyroskop i styrningssystem och navigationssystem. Eftersom kretsar som produceras med denna metod producerar små och exakta kretsar är det möjligt att kombinera flera funktioner på ett chip för användning i rörelseavkänning, flödesavkänning och i en del konsumentelektronik. När man fotograferar med en videokamera ger dessa chips bildstabilisering under rörelse.
Ytmikromachineringsprocessen använder antingen kristallkiselspetssubstrat som en grund för att bygga skikt, eller kan startas på billigare glas- eller plastsubstrat. Vanligtvis är det första skiktet av kiseloxid, en isolator, som etsas till önskad tjocklek. Över detta skikt appliceras ett fotokänsligt filmskikt och ultraviolett (UV) ljus appliceras genom kretsmönsterskiktet. Därefter utvecklas, sköljs och bakas denna skiva för följande etsningsprocess. Denna process upprepas flera gånger för att applicera fler lager, med noggrann övervakning och exakta etsningstekniker som tillämpas på varje lager, för att producera den slutliga lagrade chipdesignen.
Den faktiska ytmikromaskinbehandlingsprocessen för etsning görs genom en eller en kombination av flera bearbetningsprocesser. Våtetsning görs med hjälp av fluorvätesyror för att etsa ut kretsutformningar på lager, skär genom oskyddade isoleringsmaterial; O-etsade områden i det skiktet elektrolyseras sedan för att isolera skiktet från det nästa applicerade. Torr etsning kan göras ensam eller i kombination med kemisk etsning med en joniserad gas för att bombardera de områden som ska etsas. Tillverkarna använder torr plasmaetsning när en stor del av skiktet ska etsas i en kretsutformning. Dessutom kan en annan plasmakombination av klor med fluorgas ge djupa vertikala snitt genom filmens maskeringsmaterial i ett skikt, vilket ofta behövs vid tillverkning av mikroaktuatorsensorspån.