표면 마이크로마칭

Surface micromachining

표면 마이크로마칭은 기판 위에 구조 레이어를 증착하고 에칭함으로써 미세 구조를 만든다.[1] 실리콘 기판 웨이퍼를 선별적으로 식각해 구조물을 생산하는 벌크 마이크로마칭과는 다르다.

레이어

일반적으로 폴리실리콘은 기질층 중 하나로, 이산화규소는 희생층으로 사용된다. 희생층을 제거하거나 식각하여 두께 방향으로 필요한 공백을 만든다. 추가된 층은 크기가 2-5마이크로미터에서 다양하다. 이 가공 공정의 주요 장점은 동일한 기질에 전자 부품과 기계 부품(기능)을 제작할 수 있다는 점이다. 표면 마이크로 기계 부품은 대량 마이크로 기계 부품에 비해 작다.

구조물이 기판 위에 쌓이고 그 안에 쌓이지 않기 때문에 기판의 성질은 벌크 마이크로 머시닝만큼 중요하지 않다. 값비싼 실리콘 웨이퍼는 유리나 플라스틱과 같은 값싼 기판으로 대체될 수 있다. 기판의 크기는 실리콘 웨이퍼보다 클 수 있으며, 평판 디스플레이용 대형 유리 기판에 박막 트랜지스터를 생산하는 데 표면 마이크로 머신이 사용된다. 유리나 폴리에틸렌 테레프탈레이트 기판 또는 기타 비강성 물질에 침전할 수 있는 박막 태양전지 제조에도 활용할 수 있다.

제작공정

마이크로 머신은 실리콘 웨이퍼 또는 새로운 층이 자라는 다른 기질로 시작한다. 이러한 층은 산을 포함하는 습식 에치 또는 이온화 가스(또는 플라즈마)를 포함하는 건조 에치 중 하나로 광-리토그래피에 의해 선택적으로 식각된다. 드라이 에칭은 화학 에칭과 물리적 에칭 또는 이온 폭격을 결합할 수 있다. 표면 마이크로 머신은 각 층에 서로 다른 마스크(다른 패턴을 생성)로 필요한 만큼의 층을 포함한다. 현대적인 집적회로 제작은 이 기법을 사용하며 최대 100개의 층을 사용할 수 있다. 마이크로 머시닝은 젊은 기술로 보통 5~6단계를 넘지 않는다. 표면 마이크로 머신은 대량 생산에 쉽게 반복할 수 있는 개발된 기술(가끔 까다로운 애플리케이션에 충분하지 않을 때도 있지만)을 사용한다.

희생층

희생층은 이동 가능한 부품과 같은 복잡한 부품을 만드는 데 사용된다. 예를 들어, 매달린 칸틸레버는 희생층을 침적하고 구조화하여 건설할 수 있으며, 이는 미래 빔이 기질에 부착되어야 하는 위치(즉, 앵커 포인트)에서 선택적으로 제거된다. 그런 다음 구조 레이어가 폴리머 위에 침전되고 빔을 정의하도록 구조화된다. 마지막으로, 구조층을 손상시키지 않는 선택적 에치 공정을 사용하여 희생층을 제거하여 빔을 방출한다.

구조층과 희생층의 많은 조합이 가능하다. 선택한 조합은 과정에 따라 달라진다. 예를 들어, 희생층을 제거하기 위해 사용되는 공정에 의해 구조층이 손상되지 않는 것이 중요하다.

예

표면 마이크로 머신은 다음의 MEMS(마이크로기계) 제품에서 실제로 볼 수 있다.

참고 항목

참조

  1. ^ Bustillo, J.M.; R.T. Howe; R.S. Muller (August 1998). "Surface micromachining for microelectromechanical systems". Proceedings of the IEEE. 86 (8): 1552–1574. CiteSeerX 10.1.1.120.4059. doi:10.1109/5.704260.
  2. ^ Boser, B.E.; R.T. Howe (March 1996). "Surface Micro-machined Accelerometers". IEEE Journal of Solid-State Circuits. 31 (3): 366–375. Bibcode:1996IJSSC..31..366B. doi:10.1109/4.494198.
  3. ^ Takeuchi, Shoji; Takafumi Suzuki; Kunihiko Mabuchi; Hiroyuki Fujita (October 2003). "3D Flexible Multi-channel Neural Probe Array". Journal of Micro-machines and Micro-engineering.