2020-04-12
116
| Параметры | Материалы | ||
| Si | SiC | AlN | |
| Теплопроводность, Вт/(см*К) | 1,5 | 4,9 | 3,2 |
| Температурный коэффициент линейного расширения, 10-6 1/К | 2,60 | 4,68 | 5,27 |
| Температура Дебая, К | 640 | 1430 | 950 |
| Модуль Юнга, 1011 Н/м2 | 1,3 | 4,0 | 3,0 |
| Пьезомодуль, 10-12 Кл/Н | 0 | 0,25 | 5,53 |
| Критическая напряженность поля, МВ/см | 0,3 | 4,0 | 1,7 |
| Ширина запрещенной зоны, эВ | 1,12 | 3,02 | 6,20 |
| Параметр решетки, нм | 0,543 | 0,312 | a = 0,3076 c = n∙0,25 |
В рамках технологии микросистем развиваются следующие технологические направления:
1. Групповая технология поверхностной микромеханики на основе процессов тотального нанесения и избирательного удаления слоев.
2. Групповые технологии объемной микромеханики, реализуемые в виде:
• технологии глубинного объемного травления;
• LIGA - технологии (технологии матричного микрокопирования);
• волоконной технологии.
3. Технология индивидуального формообразования методами локального стимулирования роста (полимеризации), корпускулярно - лучевого и электростатического микропрофилирования, а также алмазного фрезерования.
|
|
|
Технологии объемной микромеханики позволяют активно развивать в конструкторско-технологическом плане третье измерение и поэтому по технологическим приемам и оборудованию они существенно отличаются от традиционных операций планарного процесса, известного из кремниевой технологии.
Осуществим краткий анализ современных групповых технологий поверхностной и объемной микромеханики, а также корпускулярно - лучевого формообразования.
Технология поверхностной микромеханики
В классической микромеханике, ориентированной на базовые кремниевые микротехнологии, в настоящее время господствует так называемая поверхностная микротехнология с жертвенным слоем. В ее основе лежат два основных процесса нанесение жертвенного, а затем и рабочего слоев и удаление через отверстие в рабочем слое жертвенного для формирования объемных полостей между рабочим слоем и подложкой. В качестве основного материала наиболее распространена струтктура «кремний на диоксиде кремния», где в качестве жертвенного слоя выступает диоксид кремния.
Последовательность технологических операций при реализации поверхной микромеханики сводится, фактически, к известным последовательностям, используемым в планарной технологии:
· формирование слоя диоксида кремния на кремнии;
· нанесение на диоксид кремния слоя поликристаллического кремния;
· нанесение маскирующего слоя маски на поликристаллический кремний и проведение операций фотолитографической обработки для вскрытия окон в маске;
· травление поликристаллического кремния через маску для формирования окон для последующего избирательного удаления жертвенного слоя из диоксида кремния;
|
|
|
· избирательное травление диоксида кремния;
· промывка образовавшихся объемных полостей.
Совокупность данных технологических операций требует развития, как процессов осаждения материалов, так и локального избирательного травления. Для получения результатов, связанных с устойчивостью формируемых композиций и возможными условиями их нанесения, особое значение приобретают такие параметры материалов рабочего и жертвенного слоев, как термомеханическая совместимость и механическая прочность. Данное обстоятельство не позволяет рассматривать классическую структуру «кремний на диоксиде кремния» как оптимальную. В настоящее время в технологии кремниевой «поверхностной» микромеханики в качестве жертвенных слоев начинают использовать пористый кремний. Предпочтение по термомеханическим свойствам и устойчивости к воздействиям экстремальных факторов имеет композиция алмазоподобных материалов «карбид кремния – нитрид алюминия», в которой карбид кремния является основным рабочим материалом (например, из карбида кремния изготавливается маятник микрогироскопа), а нитрид алюминия выполняет функцию жертвенного слоя или элементов несущей конструкции, обладающих изолирующими и пьезоэлектрическими свойствами.
