《炬丰科技-半导体工艺》集成硅传感器技术和微观结构
书籍：《炬丰科技-半导体工艺》
文章：集成硅传感器技术和微观结构
编号：JFKJ-21-157
作者：炬丰科技
摘要
在过去的十年中，集成传感器技术的发展使大量制造各种各样的微结构成为可能。 批量微加工现在广泛应用于双面加工，而单个 双面溶解晶片批量加工在许多应用中具有优势。 表面微加工避免了对晶圆体进行深度刻蚀的必要性，但在牺牲刻蚀过程中需要仔细控制沉积膜文章全部详情：壹叁叁伍捌零陆肆叁叁叁的应力和对晶圆的保护。 晶片规模的键合过程，如静电键合和硅熔合，为三维微结构的创建提供了额外的工具。这些过程和微结构在神经电子界面、质量流和微流传感器以及多通道亚微米表面轮廓仪中的应用。 最后，讨论了将这些方法扩展到完整的集成微系统(单片或多片混合实现)，并研究了在毫米波元件和真空微电子学等领域的应用。
介绍
在过去的25年里，在将大量的固态器件集成到一块芯片上的能力方面取得了巨大的进步，这使得复杂的微系统成为可能和现实。 到本世纪末，预计将出现能够存储超过10亿位元的单片存储器和运行速度超过1000 MIPS的微处理器。 这些能力将继续计算机和通信领域正在进行的革命; 然而，在其他重要领域，如医疗保健、工业自动化、国防系统和消费产品，微电子必须与非电子世界相连接。 在这些领域，传感器和执行器需要加入集成控制电路和外部非电子系统。 在过去的十年中，研究活动已经加强，主要使用标准硅工艺技术的扩展来开发这些外围组件。 今天，完整的闭环微系统被预测用于微型细胞生长系统、化学分析系统、亚微米微定位器、多通道表面成象器和磁读出系统等应用。 似乎可以肯定的是，这些设备中的许多将在未来十年实现，可能会使用单片和多片混合技术。
除了用于传统集成电路的技术外，用于集成传感器的技术还包括精密硅蚀刻和硅晶片级键合工艺。 这些技术提供了创建复杂的二维和三维微结构的能力，这些微结构除了在微传感器和微执行器中的许多用途外，还可能应用于毫米波集成电路、微型天线系统、真空场发射器和波导的实现。 本文综述了近年来集成传感器的技术和微结构，它们在一些重要器件中的应用。 预计这些应用程序还会提出其他建议。 体积和表面微加工都将被考虑，包括使用杂质基蚀刻停止和牺牲层。 技术，如静电晶圆对晶圆键合和硅熔合的堆叠微结构也将提到。 该技术将通过展示其在各种设备上的应用来说明，包括用于探索真实神经网络所采用的信号处理技术的微探针，利用超薄应力补偿膜的压力和微流量传感器， 用于精确位置控制和传感器自我测试的静电驱动微执行器，以及用于原子力显微镜的微机械硅扫描探针。 最后，将考虑在芯片上集成完整的仪表系统的潜力。
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本文重点讲述了微加工技术，表面微加工，晶圆键合和电铸技术等问题等问题。
