Materials & Process Integration for MEMS

زمینه ادغام مواد و فرآیند برای تحقیقات MEMS گذشته گسترده و همچنین آینده ای طولانی و امیدوارکننده دارد. محققان، دانشگاهیان و مهندسان از سراسر جهان به طور فزاینده ای تلاش خود را بر روی مسائل و فرصت های یکپارچه سازی مواد و فرآیند در دستگاه های MEMS اختصاص می دهند. این تلاش ها برای حفظ رشد بلندمدت حوزه MEMS بسیار مهم است. جامعه تجاری MEMS به شدت تحت فشار برای محصولات سودآور و پایدار است. در مسیر ایجاد فرآیندهای تولید با حجم بالا و کم هزینه، اهمیت حیاتی خواص مواد، رفتارها، قابلیت اطمینان، تکرارپذیری و پیش بینی پذیری و همچنین ادغام فرآیندهای سیستم های مواد سازگار آشکار می شود. اگرچه مراحل استاندارد ساخت IC، به‌ویژه تکنیک‌های لیتوگرافی، به شدت در ایجاد دستگاه‌های MEMS استفاده می‌شوند، تکنیک‌های ریزماشین‌کاری سفارشی و جدید اضافی برای توسعه ساختارهای MEMS پیچیده مورد نیاز است. یکی از متداول‌ترین تکنیک‌ها، ریزماشین‌کاری حجیم است که به وسیله آن ساختارهای میکرومکانیکی با اچ کردن در بخش عمده زیرلایه‌ها با اچینگ ناهمسانگرد با محلول قوی alk:ali یا اچینگ یون واکنشی عمیق (DRIB) ایجاد می‌شود. دومین تکنیک رایج، ریزماشین کاری سطحی است که در آن ریزساختارهای مسطح با رسوب گذاری متوالی و اچ کردن لایه های نازک بر روی سطح زیرلایه ایجاد می شوند و به دنبال آن لایه های قربانی برای آزادسازی ساختارهای معلق حذف می شوند. تکنیک های دیگر عبارتند از لیتوگرافی عمیق و آبکاری برای ایجاد سازه های فلزی با نسبت های بالا (LIGA)، ماشینکاری با تخلیه الکتریکی میکرو (J.

The field of materials and process integration for MEMS research has an extensive past as well as a long and promising future. Researchers, academicians and engineers from around the world are increasingly devoting their efforts on the materials and process integration issues and opportunities in MEMS devices. These efforts are crucial to sustain the long-term growth of the MEMS field. The commercial MEMS community is heavily driven by the push for profitable and sustainable products. In the course of establishing high­ volume and low-cost production processes, the critical importance of materials properties, behaviors, reliability, reproducibility, and predictability, as well as process integration of compatible materials systems become apparent. Although standard IC fabrication steps, particularly lithographic techniques, are leveraged heavily in the creation of MEMS devices, additional customized and novel micromachining techniques are needed to develop sophisticated MEMS structures. One of the most common techniques is bulk micromachining, by which micromechanical structures are created by etching into the bulk of the substrates with either anisotropic etching with strong alk:ali solution or deep reactive-ion etching (DRIB). The second common technique is surface micromachining, by which planar microstructures are created by sequential deposition and etching of thin films on the surface of the substrate, followed by a fmal removal of sacrificial layers to release suspended structures. Other techniques include deep lithography and plating to create metal structures with high aspect ratios (LIGA), micro electrodischarge machining (J.