Group Meeting(北京大学微电子学研究院,方东明)

1、Group Meeting Dong-Ming Fang April 18, 2008 Group Meeting Dong-Ming Fang April 18,2008 Work in the last two weeks Completed 1 Read 2 Read 3 Read 4 Downloaded 5 Conceiving 6 Group Meeting Dong-Ming Fang April 18,2008 Work in the last two weeks v Completed PPT file for oral speech In English Proper Co

2、ntents About 35 Pages Group Meeting Dong-Ming Fang April 18,2008 Work in the last two weeks v Thesis draft written by Design 1. Fabrication 2. Measured 3. Group Meeting Dong-Ming Fang April 18,2008 Work in the last two weeks v Processes Information Storage PECVD:SiO2, Si3N4, SiC Sputter: Ti, Au, Pt,

3、 Al, Cr, W, Pb LPCVD: PolySi, SiO2,Si3N4 Si Oxidation:HO,O2,H2O Membrane Ion Injection:As+,P+,B+,BF2+ Diffusion: P+,B+ Adjusting ICP: Si, Ti/Al, Cr/Cu, Cr/Pt, Ti/Pt/Au, Pyrex, SiO2 RIE:Si,SiO2,Si3N4, SiO2, Solutions: KOH, BHF, HF, H3PO4 Etching Anode (electrostatic), Au-Si, hot Bonding Group Meeting

4、 Dong-Ming Fang April 18,2008 Work in the last two weeks 1. Silicon Microfabrication : . 2. MEMS Reliability: . 3. NSFC Requisition : . 4. Other: Published papers of IME v References and PPT files Group Meeting Dong-Ming Fang April 18,2008 Work in the last two weeks v Safety and Operation Handbook S

5、afety Exit, Fire extinguisher, Shower equipment, Eye bath system MSDS Health hazard, Fire hazard, Specific hazard, Reactivity Etching Room 600m2，Etching platform, Shelf, Reagent chemicals Group Meeting Dong-Ming Fang April 18,2008 Future work in the next week Simulate . Read Learn Group Meeting Dong

6、-Ming Fang April 18,2008 Work in the last week Passed the 1 Read references 2 Simulated and analyzed 3 Design the fabrication 4 Group Meeting Dong-Ming Fang April 18,2008 Work in the last week Tuning linearity Output power Frequency pulling Tuning sensitivity Frequency range Harmonic rejection Frequ

7、ency pushing The main performance figures . Group Meeting Dong-Ming Fang April 18,2008 Work in the last month 2. 学习学习.仿仿真真 1. 查阅查阅文文献献 4. 进实验进实验室室. 3. 工工艺艺制作流程制作流程 Group Meeting Dong-Ming Fang April 18,2008 Work in the last month 实验实验相相关关 曝光曝光显显影影 电镀电镀 甩胶甩胶烘烘胶胶 正胶正胶AZ P4903 Group Meeting Dong-Ming F

8、ang April 18,2008 Work in the last month 2008.4.22 用用 2008.4.25 . 大概大概15um Group Meeting Dong-Ming Fang April 18,2008 Work in the last two weeks 电镀电镀 项项目申目申请请 申申请请的准的准备备 3 .会议会议投稿投稿1 2 4 Group Meeting Dong-Ming Fang April 18,2008 Work in the last two weeks 稀释稀释HF溶液溶液 HF 0.4mol/L， 腐蚀速率：腐蚀速率： 室温室温100n

9、m/s， 32度时度时200nm/s HF 2.6mol/L HNO3 2.2mol/L 32度时度时300nm/s Ti湿湿法腐法腐蚀蚀 50:1:1 H2O:HF:HNO3 20:1:1 H2O:HF:H2O2 1:1:20 HF:H2O2:HNO3 Group Meeting Dong-Ming Fang April 18,2008 Work in the last two weeks I2 0.09mol/L KI 0.6mol/L 腐蚀速率：腐蚀速率： 室温室温8-15nm/s Au湿湿法腐法腐蚀蚀 1:2:1 0 I2:KI:H2O 25g：7g：100ml Br2:KI:H2O

10、1:2:3 HF:HAc:HNO3 Group Meeting Dong-Ming Fang April 18,2008 Work in the last two weeks 国家基金对项目的要求越来越高国家基金对项目的要求越来越高 基础性基础性 前瞻性前瞻性 战略性战略性 强强调调原原创创性性 提高提高 交叉项目的交叉项目的 强度和比例强度和比例 强强调学调学科交叉科交叉 Group Meeting Dong-Ming Fang April 18,2008 Work in the last two weeks 研究实力研究实力写作技巧写作技巧 创新思想创新思想 一新遮百丑一新遮百丑 基金有多

11、种基金有多种 手段保护手段保护 创新思想创新思想 以往的以往的 研究积累研究积累 和研究水平和研究水平 准确、清晰、准确、清晰、 具体、可行具体、可行 的研究计划的研究计划 申请基金的三要素申请基金的三要素 Group Meeting Dong-Ming Fang April 18,2008 Work in the last two weeks 申请书的核心问题申请书的核心问题 创创新性新性 重要性重要性 实实用性用性 连续连续性性 可行性可行性 做什做什么么（What） -问题问题的提出的提出 为为什什么么（Why） -意意义义分析分析 怎么怎么做（做（How） -技技术术路路线线 工作工作

12、积积累累 实验条实验条件件 人才梯人才梯队队 Group Meeting Dong-Ming Fang April 18,2008 Work in the last two weeks 立项依据立项依据 阐述项目对社会或经济的意义阐述项目对社会或经济的意义1 项目项目 2 目标目标3 必要性必要性4 Group Meeting Dong-Ming Fang April 18,2008 Work in the last two weeks 研究目标研究目标1 研究内容研究内容2 拟解决的关键问题拟解决的关键问题3 充分反映特色和创新点充分反映特色和创新点4 预期成果预期成果5 研究方案研究方案

13、Group Meeting Dong-Ming Fang April 18,2008 Work in the last two weeks 支持条件支持条件 以往研究的积累以往研究的积累1 研究者的水平和专长研究者的水平和专长2 研究所需的设施和设备研究所需的设施和设备3 合作研究合作研究4 Group Meeting Dong-Ming Fang April 18,2008 Work in the last two weeks 题目、内容摘要、主题词题目、内容摘要、主题词 研究组组成研究组组成 年度计划及预期进展年度计划及预期进展 申请经费的额度和预算申请经费的额度和预算 专家和单位的推荐意

14、见专家和单位的推荐意见 1 2 3 4 5 其它内容其它内容 Group Meeting Dong-Ming Fang April 18,2008 Work in the last two months PECVD:SiO2, Si3N4, SiC Sputter: Ti, Au, Pt, Al, Cr, W, Pb LPCVD: PolySi, SiO2,Si3N4 Si Oxidation:HO,O2,H2O 薄膜工艺 Ion Injection:As+,P+,B+,BF2+ Diffusion: P+,B+ 调整参数 ICP: Si, Ti/Al, Cr/Cu, Cr/Pt, Ti/Pt

15、/Au, Pyrex, SiO2 RIE:Si,SiO2,Si3N4, SiO2, Solutions: KOH, BHF, HF, H3PO4 刻蚀工艺 Anode (electrostatic), Au-Si, hot 键合工艺 微微电电子所工子所工艺艺信息信息库库 Group Meeting Dong-Ming Fang April 18,2008 Work in the last two months MEMS 和和IC的的 关键性关键性 差别差别 IC无可动部件，而无可动部件，而MEMS 器器 件可以产生某种运动件可以产生某种运动 IC依靠其表面之下的各种效依靠其表面之下的各种效 应

16、来工作，而应来工作，而MEMS 基本上基本上 是靠表面效应工作的器件是靠表面效应工作的器件 IC本质上是平面化的，本质上是平面化的， MEMS一般来说却不是一般来说却不是 Group Meeting Dong-Ming Fang April 18,2008 Work in the last two months MEMS 的优势的优势 集成化集成化微型化微型化 多功能多功能 低成本低成本 高性能高性能 低功耗低功耗 Group Meeting Dong-Ming Fang April 18,2008 Work in the last two months .组件层面组件层面 .系统层面系统层面

17、 .元件层面元件层面 .技术层面技术层面 Group Meeting Dong-Ming Fang April 18,2008 Work in the last two months .加工技术加工技术 加工加工 技术技术 加工加工 技术技术 Group Meeting Dong-Ming Fang April 18,2008 Work in the last two months 单晶硅单晶硅 多晶硅多晶硅 键合技术键合技术 微电子所微电子所 四个体硅四个体硅 标准工艺标准工艺 机械性能好机械性能好 几何尺寸大几何尺寸大 浪费硅材料浪费硅材料 与与ICIC兼容不兼容不 好好 各向同性腐蚀各向

18、同性腐蚀 各向异性腐蚀各向异性腐蚀 体微加工体微加工 Group Meeting Dong-Ming Fang April 18,2008 Work in the last two months 表面微加工表面微加工 两层多晶硅表面微加工（北大微电子所）两层多晶硅表面微加工（北大微电子所） 三层多晶硅表面微加工（三层多晶硅表面微加工（Berkley SA中心，中心，PolyMUMPs） 五层多晶硅表面微加工（美国五层多晶硅表面微加工（美国Sandia国家实验室）国家实验室） 两层两层MEMS结构：一层是结构材料结构：一层是结构材料,另一层为地面材料另一层为地面材料 多晶硅作为结构层，淀积多晶硅

19、作为结构层，淀积PSG作为牺牲层，作为牺牲层， 氮化硅作为电隔离层氮化硅作为电隔离层 两层主要的薄膜层，结构层：多晶硅，两层主要的薄膜层，结构层：多晶硅， 牺牲层：二氧化硅牺牲层：二氧化硅 Group Meeting Dong-Ming Fang April 18,2008 Work in the last two months LIGA技术技术 LIGA技技术术 准准LIGA技技术术 SLIGA技技术术 电镀电镀 ( Galvanoformung) 压模压模(Abformung) 光刻光刻 (Lithographie) Group Meeting Dong-Ming Fang April 1

20、8,2008 Work in the last two months 衬底必须是导体或涂有导电材料衬底必须是导体或涂有导电材料1 能能实现大深宽比结构实现大深宽比结构2 材料广泛材料广泛3 制作高精度复杂图形制作高精度复杂图形4 易于大批量生产易于大批量生产5 不适合制作多层结构不适合制作多层结构6 LIGA技术特点技术特点 Group Meeting Dong-Ming Fang April 18,2008 Work in the last two months 硅硅/硅键合硅键合 1 1、灵活性和半、灵活性和半 导体工艺兼容性导体工艺兼容性 2、温度在键合、温度在键合 过程中起着关键过程中

21、起着关键 的作用的作用 3、硅片表面的、硅片表面的 平整度和清洁度平整度和清洁度 硅硅/玻璃键合玻璃键合 1、两静电键合、两静电键合 材料的热膨胀系材料的热膨胀系 数近似匹配数近似匹配 2、阳极的形状、阳极的形状 影响键合效果影响键合效果 3、表面状况对、表面状况对 键合力也有影响键合力也有影响 金属金属/玻璃键合玻璃键合 1、电压、温度、电压、温度 和表面光洁度影和表面光洁度影 响键合反应响键合反应 2、离子扩散阳、离子扩散阳 极氧化影响键合极氧化影响键合 3、键合界面处、键合界面处 产生过渡层产生过渡层 键合技术键合技术 键合技术可以将表面加工和体加工有机地结合在一起键合技术可以将表面加工

22、和体加工有机地结合在一起 Group Meeting Dong-Ming Fang April 18,2008 Work in the last two months 三维三维MEMSMEMS结构加工中的材料结构加工中的材料 结构材料：结构材料： 硅、玻璃、硅、玻璃、 半导体材料半导体材料 牺牲层材料牺牲层材料电绝缘材料电绝缘材料 功能材料：功能材料： 压电材料压电材料 磁致伸缩材料磁致伸缩材料 形状记忆合金形状记忆合金 Group Meeting Dong-Ming Fang April 18,2008 Work in the last two months 金属：金属： 如如Ti，Al，

23、Cu，Cr 等等 非金属：非金属： 二氧化硅、氮化硅、二氧化硅、氮化硅、 碳化硅和磷硅玻璃等碳化硅和磷硅玻璃等 有机物和聚合物：有机物和聚合物： 如光刻胶，聚酰亚胺、如光刻胶，聚酰亚胺、 PMMA、SU-8等等 牺牲层牺牲层 材料材料 Group Meeting Dong-Ming Fang April 18,2008 Work in the last two months 前前CMOS (pre-CMOS) 混合混合CMOS ( intermediate-CMOS) 后后CMOS(post-CMOS) CMOS-MEMS技术技术 ：将：将MEMS部分和部分和 CMOS电路做在同电路做在同 一

24、块衬底上一块衬底上 一种是在一种是在CMOS结构层上面再淀积一层结构层的微加工结构层上面再淀积一层结构层的微加工 另一种是直接以另一种是直接以CMOS原有的结构层作为原有的结构层作为MEMS结构层的微加工结构层的微加工 Group Meeting Dong-Ming Fang April 18,2008 Work in the future 2. 考考虑虑 1. 完成完成 3. 制作制作 4. 加工加工 Group Meeting Dong-Ming Fang April 18,2008 Work in the last two weeks Attend 08MEMS training 01

25、Write SC-JRP application 02 Write application 03 Design the 04 Group Meeting Dong-Ming Fang April 18,2008 Work in the last two weeks Write SC-JRP application Input Chinese and English version 1 Contact with Vincent of NUS 2 The joint unit not Univ., but A*STAR3 Cooperation failed, but be trained 4 G

26、roup Meeting Dong-Ming Fang April 18,2008 Work in the last two weeks Write . Proposal Title Complex 面向面向 Group Meeting Dong-Ming Fang April 18,2008 Work in the last two weeks . Aims and Significance Main objectives Applications Novelty Methodology Group Meeting Dong-Ming Fang April 18,2008 Work in t

27、he last two weeks The Develop Current Fabricate . Aims and Significance Group Meeting Dong-Ming Fang April 18,2008 Work in the last two weeks Main Objectives investigate . study realize set up Group Meeting Dong-Ming Fang April 18,2008 Work in the last two weeks Applications Multiband Integration High . R Group