什么是表面微加工(Surface Micromachining)？

表面微机械加工是一种用于开发各种集成电路和传感器的制造工艺。使用表面微加工技术，可以在一个芯片上应用多达100层精细的电路图案。相比之下，使用标准的微机械加工工艺，只有五层或六层是可能的。这使得每一块芯片都可以集成更多的功能和电子元件，用于运动传感器、在车辆碰撞时展开安全气囊的加速计，或用于导航系统陀螺仪。表面微机械加工使用精选的材料和干湿蚀刻工艺来形成电路层。表面微加工使用硅晶片的各个层在现有层上创建一块。使用这种方法制造的电路部件最初用在加速计上，加速计在发生碰撞时将安全气囊展开。车内的表面微机械传感器还通过倾斜控制提供防翻滚保护，这种电路也用于制导控制系统和导航系统中的高性能陀螺仪中。由于使用这种方法生产的电路产生微小而精确的电路，因此可以在一个芯片上组合多个功能，用于运动传感、流量感测和，在一些消费电子产品中，在摄影中，当用摄像机拍摄时，这些芯片在移动过程中提供了图像稳定。表面微加工过程使用晶体硅芯片作为基础来建立层，或者可以在更便宜的玻璃或塑料衬底上开始。通常，第一层。是硅氧化物，一种绝缘体，被蚀刻到所需的厚度在该层上，施加光敏薄膜层，并通过电路图案覆盖层施加紫外线（UV）。接下来，对该晶片进行冲洗和烘烤，以进行以下蚀刻过程。该过程重复多次以应用更多层，通过对每一层进行仔细的监控和精确的蚀刻技术，产生最终的分层芯片设计。蚀刻的实际表面微机械加工过程是通过一种或几种加工工艺的组合来完成的。湿法蚀刻是用氢氟酸在层上蚀刻出电路设计，切断未受保护的绝缘材料；然后对该层的未腐蚀区域进行电解，以将该层与下一层隔离开来。干蚀刻可以单独进行，也可以与化学蚀刻结合进行，使用电离气体轰击要蚀刻的区域。当电路设计中要蚀刻大部分层时，制造商使用干等离子体蚀刻。此外，氯和氟气体的另一种等离子体组合可以产生深度垂直切割层的薄膜遮蔽材料，这是生产微执行器传感器芯片时经常需要的。