28 октября

В IMEC была разработана технология создания полостей сверхмалого размера (объемом менее одного пиколитра) непосредственно на 200-милиметровых кремниевых пластинах. Ключевая операция процесса – получение тонких пористых мембран из анодного оксида алюминия (PAA).

Корпусирование МЭМС на уровне пластины необходимо для защиты хрупкой конструкции МЭМС от внешних воздействий на последующих технологических операциях и в процессе эксплуатации. Однако традиционная тонкопленочная технология является очень сложной. Кроме того, для удаления «жертвенного» слоя и образования полости между элементами конструкции МЭМС и герметизирующим слоем необходимы отверстия или каналы, получаемые литографией. Это создает риск затекания герметизирующего материала в полости и между элементами конструкции МЭМС.

Для устранения данного риска в разработанном процессе используется нанопористый слой оксида алюминия толщиной 2-3 мкм. Цилиндрические нанопоры имеют диаметр 15-20 нм, таким образом, отношение высоты пор к их диаметру превышает 100. Нанопоры, необходимые для обеспечения возможности стравливания «жертвенного» слоя, благодаря высокому значению отношения высоты к диаметру очень быстро закрываются на первом этапе герметизации, поэтому герметизирующий материал не затекает в полости, расположенные под нанопористым слоем.

Новый процесс состоит из следующих основных операций. Вначале химическим осаждением из паровой фазы наносится оксидный «жертвенный» слой, в котором создается соответствующий рисунок для последующего формирования «якорей» и поддерживающих столбиков для корпуса. На следующем этапе напыляется слой алюминия толщиной 1-1,5 мкм. Затем этот слой анодируется с использованием маски, определяющей участки, на которых не должно быть полостей. Это позволяет сформировать мембраны из нанопористой пленки оксида алюминия, которые, как правило, на 50% толще исходного слоя алюминия. Затем «жертвенный» оксидный слой под мембранами стравливается в парах HF. После этого корпуса герметизируются 4-микронным слоем нитрида кремния, наносимого методом плазмохимического осаждения из паровой фазы. Диэлектрический герметизирующий слой обладает достаточной прочностью при крайне незначительном влиянии на параметры передачи сигналов на частотах до 67 ГГц. Кроме того, диэлектрический герметизирующий слой оптически прозрачен, что позволяет использовать его в оптических МЭМС.

Источник: http://www.i-micronews.com