雖然硅基MEMS制造工藝起源于半導(dǎo)體工藝，但由于MEMS技術(shù)尚處于發(fā)展階段，且具有多學(xué)科交叉的特點(diǎn)，所研制的微器件結(jié)構(gòu)、功能和原理差異顯著。在以上的文章中，我們主要介紹了MEMS的制造工藝，而制備MEMS器件往往需要將多種工藝結(jié)合，形成了兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)工藝：表面犧牲層標(biāo)準(zhǔn)工藝、體加工標(biāo)準(zhǔn)工藝，下面介紹表面犧牲層的標(biāo)準(zhǔn)工藝：

在表面犧牲層工藝中，可動(dòng)的機(jī)械結(jié)構(gòu)通常是由懸置在襯底上多晶硅層形成的，而犧牲層則被用來(lái)分隔多晶硅層和襯底，當(dāng)加工完畢之后，犧牲層被腐蝕掉，去除犧牲層的過(guò)程叫做釋放。以制備平面靜電馬達(dá)為例，其制備按照表面犧牲層的標(biāo)準(zhǔn)工藝如下：

1．首先對(duì)（100）n型硅進(jìn)行磷摻雜，以提高襯底的導(dǎo)電性，防止靜電器件表面的電荷積聚；然后使用LPCVD工藝沉積一層600nm的低應(yīng)力氮化硅作為絕緣層；

2．采用LPCVD工藝沉積500nm的多晶硅，然后通過(guò)光刻及反應(yīng)離子進(jìn)行圖形化；（圖1）

圖1.步驟1和2流程圖

3. 使用LPCVD沉積2μm的磷硅玻璃（主要成分SiO₂）作為犧牲層，并在1050℃下退火1小時(shí)降低應(yīng)力，然后通過(guò)BOE濕法腐蝕在其表面形成750nm凹槽;再進(jìn)行1次光刻和反應(yīng)離子刻蝕，形成連接孔，以實(shí)現(xiàn)后續(xù)與上層多晶硅的連接；

4.使用LPCVD沉積2μm多晶硅，主要用于形成轉(zhuǎn)子和部分定子結(jié)構(gòu)。再在其表面沉積200nm的磷硅玻璃，并1050℃退火1小時(shí)，目的是降低應(yīng)力并且利用擴(kuò)散增加多晶硅的導(dǎo)電性；（圖2）

圖2.步驟3和4流程圖

5.對(duì)第4步制備的多晶硅和磷硅玻璃進(jìn)行光刻和反應(yīng)離子刻蝕，其中，圖形化后的磷硅玻璃可以與光刻膠一起作為刻蝕掩膜，更好的保護(hù)不被去除的多晶硅。

6.使用LPCVD工藝沉積750nm的磷硅玻璃作為犧牲層，并進(jìn)行退火降低應(yīng)力。（圖3）

圖3.步驟5和6流程圖

7.對(duì)第6步制備的磷硅玻璃進(jìn)行光刻和反應(yīng)離子刻蝕，以實(shí)現(xiàn)后續(xù)第4步的多晶硅層與上層多晶硅的連接，再將以上制備的磷硅玻璃層進(jìn)行刻穿，實(shí)現(xiàn)底層多晶硅與最上層多晶硅的連接；

8.再使用LPCVD沉積1.5微米的多晶硅，主要用于形成轉(zhuǎn)軸和部分定子結(jié)構(gòu)，再沉積磷硅玻璃并退火，與上述目的相同；（圖4）

圖4.步驟7和8流程圖

9.對(duì)最上層的多晶硅進(jìn)行光刻和反應(yīng)離子刻蝕，進(jìn)行圖形化；

10. 使用METAL光刻板光刻，然后采用剝離工藝制備500nm的金屬層作為焊盤(pán)或連接線；

11．采用49%氫氟酸腐蝕犧牲層1.5-2min，實(shí)現(xiàn)整個(gè)馬達(dá)的釋放，制備電動(dòng)馬達(dá)。（圖5）

圖5.步驟9、10和11流程圖

摘要：

MEMS器件制造中需要整合各種加工方式，因此形成了兩種標(biāo)準(zhǔn)工藝，一是表面犧牲層標(biāo)準(zhǔn)工藝，二是體加工標(biāo)準(zhǔn)工藝，本文章將通過(guò)介紹表面犧牲層標(biāo)準(zhǔn)工藝以理解各加工工藝的整合。