MEMS的工艺流程和MEMS加速度计的应用前景详细说明

　　MEMS技术是目前很多厂家都在使用的先进技术之一，在前两篇文章中，小编对MEMS存储设备请求调度算法以及MEMS存储设备的故障管理有所介绍。为增进大家对MEMS的了解，本文将对典型的MEMS工艺流程以及MEMS加速度计的运用前景予以阐述。如果你对MEMS具有兴趣，不妨继续往下阅读哦。

　　一、典型MEMS工艺流程

　　MEMS表面微机械加工工艺是指所有工艺都是在圆片表面进行的MEMS制造工艺。表面微加工中，采用低压化学气相淀积（LPCVD）这一类方法来获得作为结构单元的薄膜。表面微加工工艺采用若干淀积层来制作结构，然后释放部件，允许它们做横向和纵向的运动，从而形成MEMS执行器。最常见的表面微机械结构材料是LPVCD淀积的多晶硅，多晶硅性能稳定且各向同性，通过仔细控制淀积工艺可以很好的控制薄膜应力。此外，表面微加工工艺与集成电路生产工艺兼容，且集成度较高。

　　下面结合北京大学微系统所的MEMS标准工艺，以一个MEMS中最主要的结构——梁为例介绍一下MEMS表面加工工艺的具体流程。

　　1.硅片准备

　　2.热氧生长二氧化硅（SiO2）作为绝缘层

　　3.LPCVD淀积氮化硅（Si3N4）作为绝缘及抗蚀层

　　4.LPCVD淀积多晶硅1（POLY1）作为底电极

　　5.多晶硅掺杂及退火

　　6.光刻及腐蚀POLY1，图形转移得到POLY1图形

　　7.LPCVD磷硅玻璃（PSG）作为牺牲层

　　8.光刻及腐蚀PSG，图形转移得到BUMP图形

　　9.光刻及腐蚀PSG形成锚区

　　10.LPCVD淀积多晶硅2（POLY2）作为结构层

　　11.多晶硅掺杂及退火

　　12.光刻及腐蚀POLY2，图形转移得到POLY2结构层图形

　　13.溅射铝金属（Al）层

　　14.光刻及腐蚀铝层，图形转移得到金属层图形

　　15.释放得到活动的结构

　　至此，我们利用MEMS表面加工工艺完成了一个梁的制作。这个工艺流程中共有五块掩膜版，分别是：

　　1.POLY1，用的是阳版，形成的多晶1图形用来提供机械层的电学连接，地极板或屏蔽电极;

　　2.BUMP，用的是阴版，在牺牲层上形成凹槽，使得以后形成的多晶硅机械层上出现小突起，减小在释放过程或工作过程中机械层与衬底的接触面积，起一定的抗粘附作用;

　　3.ANCHOR，用的是阴版，在牺牲层上刻孔，形成机械层在衬底上的支柱，并提供电学连接;

　　4.POLY2，用的是阳版，用来形成多晶硅机械结构;

　　5.METAL，用的是阳版，用来形成电连接或测试接触。

　　二、MEMS加速度计的运用前景

　　MEMS传感器即微机电系统（Microelectro Mechanical Systems），是在微电子技术基础上发展起来的多学科交叉的前沿研究领域。经过四十多年的发展，已成为世界瞩目的重大科技领域之一。它涉及电子、机械、材料、物理学、化学、生物学、医学等多种学科与技术，具有广阔的应用前景。而MEMS加速度计便是其中一种。

　　目前利用3轴MEMS加速度计开发出的新型应用有： 带有运动检测和状态感知的手机以监视手机所在位置和被使用状况。这种传感器能够提供很多功能，例如更直观的用户界面和延长电池寿命的智能电源管理。 带有硬盘保护系统的笔记本计算机和媒体播放器。随着对便携式设备存储能力要求的增加，测量冲击和跌落事件有助于提高产品的鲁棒性。

　　可移动游戏机，通过改善当前游戏的界面和开发新的基于运动的游戏而提供更多的互动、直观和趣味的游戏体验。数码相机，通过检测位置、运动和振动而自动地帮助用户更好地拍照。 由于这些新型功能可以使产品更具特色，因而3轴MEMS加速度计也得到便携设备厂商的认同。在价格降低到可以接受的水平后，3轴MEMS加速度计将广泛应用于手机、媒体播放器、视频游戏机、照相机和计算机等产品上，有着巨大的市场潜力