传感器的加工工艺ppt课件

传感器的加工技术、传感器的加工技术、传感器的发展和传感器的加工技术之间有着密切的联系。在现代科学技术的发展中，加工技术的进步也推动了传感器制造的进步。从技术上讲，传感器制造技术分为组件和子系统制造技术和封装技术。前者包括半导体技术、集成光学技术、厚膜技术、微加工技术等。后者包括硅加工技术、激光加工技术、键合、共焊接、玻璃封装、静电键合、压力焊接、倒装焊接、胶带自动焊接、多芯片组件技术等。传感器的加工技术，不同加工方法获得的加工精度，以及蚀刻技术主要包括化学蚀刻(湿法)和离子蚀刻(干法)。(1)湿法蚀刻：包括各向异性化学蚀刻、电化学蚀刻、掺杂控制选择性蚀刻等。(2)干法刻蚀：包括等离子体刻蚀、反应离子刻蚀、离子束化学刻蚀(CAIBE)和离子研磨等。湿法蚀刻工艺，即所谓的湿法蚀刻，是将晶片置于液体化学蚀刻溶液中进行蚀刻。在蚀刻过程中，蚀刻溶液将通过化学反应逐渐蚀刻和溶解其接触的材料。首先，溶液中的反应物将利用扩散效应穿过相对薄的边界层到达蚀刻膜的表面。然后，这些反应物将在薄膜表面的分子上产生化学反应，并产生各种产物。这些位于薄膜表面的产物也将通过扩散作用穿过边界层到达溶液，然后与溶液一起排出。湿法蚀刻工艺，硅晶片的各向异性蚀刻，(a)典型的锥形坑被(1111)晶面限制，并且通过氧化硅掩模上的正方形孔从硅的(100)晶面向内各向异性蚀刻；(b)具有掩模开口和慢波瓣底切率的悬臂梁的各向异性腐蚀图；(c)掩模与(b)具有快速波瓣底切率性能的蚀刻剂相同，例如EDP，用于产生陷阱程序的底切效应；(d)进一步腐蚀(c)以形成悬挂在坑上的悬臂梁；(5)该图显示，在长时间蚀刻后，各向异性蚀刻的底切将蚀刻形状收敛到预期形状，干法刻蚀是一种通过粒子轰击选择性去除材料某些部分的技术方法。主要采用纯化学作用的等离子体刻蚀和纯物理作用的离子刻蚀或物理化学作用的刻蚀方法，是一种气相刻蚀剂与被刻蚀样品表面接触实现的刻蚀技术。当与被腐蚀的物体接触时，会发生化学反应，产生挥发性物质，达到腐蚀的目的。干法刻蚀工艺、等离子刻蚀机、表面牺牲层技术、表面牺牲层技术是在形成微机械结构或可移动微结构的空腔的过程中，首先在下层膜上沉积结构材料所需的各种特殊结构部件，然后用化学刻蚀剂腐蚀层膜而不损坏微结构部件，然后获得上层膜结构(空腔或微结构部件)。被去除的下层膜仅起分离层的作用，因此被称为牺牲层(厚度约为1-2m)。表面牺牲层技术、表面牺牲层技术、薄膜技术、薄膜：通常，厚度小于0.25毫米的片状塑料被称为薄膜。在传感器中，各种薄膜如多晶硅膜、氮化硅膜、二氧化硅膜和金属(合金)膜通过真空蒸发、溅射膜形成、物理气相沉积、化学气相沉积(CVD)、等离子体化学气相沉积和其他工艺形成。化学沉积是一种工艺过程，利用气体物质在固体表面进行化学反应，生成固体沉积物。它通常包括三个步骤：生成挥发性物质；(2)将挥发性物质运送到沉积区；(3)在基底上发生化学反应，形成固体产物。垂直化学气相沉积设备图，真空蒸发，真空蒸发是将蒸发材料加热到蒸发温度，在高真空环境中蒸发并凝结在待涂覆的基材上的过程真空蒸发原理图、溅射成膜过程中，溅射法是利用带电离子在电场中加速具有一定动能的特性，将离子溅射成靶电极材料。当离子的能量合适时，入射离子在靶表面的原子碰撞中溅射出后者。这些溅射的原子具有一定的动能，并以一定的方向指向衬底，从而实现薄膜的沉积。溅射方法包括射频溅射、直流溅射和反应溅射，其中射频溅射被广泛使用。溅射成膜工艺、射频磁控溅射原理示意图、光刻技术、集成电路制造中利用光化学反应原理和化学物理刻蚀方法将电路图形转移到单晶表面或介质层以形成有效图形窗口或功能图形的工艺技术。首先，应在硅片上涂覆一层耐腐蚀的光刻胶，然后通过刻有电路图案的空心掩膜将强光照射在硅片上。被照射部分(例如源极和漏极区域)中的光致抗蚀剂将劣化，但是构建栅极区域的地方将不会被照射，因此光致抗蚀剂仍将粘附于其上。接下来，用腐蚀性液体清洗硅晶片，并且去除劣化的光致抗蚀剂以暴露下面的硅晶片，同时栅极区域在光致抗蚀剂的保护下不会受到影响。随后是颗粒沉积、掩模、划线和其他操作，直到最终形成成品晶片。为了实现0.1 m特征尺寸的跨度，出现了下一代光刻技术，如深紫外光刻(DUV)、电子束投影光刻(EBL)、X射线光刻(XRL)、离子束投影光刻(IBL)、极紫外光刻(EUV)和压印光刻(NIL)。深紫外光刻、深紫外光刻工艺、电子束光刻、电子束投影光刻系统、X射线光刻、三点X射线源、压印光刻、压印工艺原理、离子注入技术、离子注入是一种将掺杂剂原子引入固体的材料改性方法。离子注入的基本过程(1)将元素的原子或携带元素的分子电离成带电离子(2)在强电场中加速以获得更高的动能(3)注入材料表面层(目标)以改变材料表面层的物理或化学性质，离子注入技术，离子注入系统示意图，LIGA LIGA技术公司是德国平版印刷术、电铸和注射成型的缩写，即光刻、电铸和注射成型。LIGA工艺是一种基于x光光刻的微机电系统加工技术(工艺流程如图所示)。它主要包括X射线深度同步辐射光刻、电铸成型和注射成型复制三个工艺步骤。LIGA工艺流程、辅助工艺、焊接：双组分环氧树脂胶(-65150)共晶焊接：在共晶点温度下接触一定时间后冷却、冷焊；两层金属在高压和低温下不熔化，而是相互连接进行钎焊；参与金属化连接的两种金属被焊剂渗透，然后与硅-硅直接焊接连接；将硅片放入1050的管式炉中加热1小时，自然连接微组件。封装技术对于微电子来说，封装的功能是为芯片和引线等内部结构提供支撑和保护，使其免受外部环境的干扰和腐蚀破坏。对于微传感器封装来说，除了上述功能之外，更重要的是微传感器与外部环境形成接触界面以获取非电信号。一般来说，微传感器封装比集成电路封装贵得多，仅封装成本就占总成本的70%以上。封装层次，给出了机器或系统