高科技MEMS微納米加工平臺(tái)

來源: 發(fā)布時(shí)間:2024-02-27

物聯(lián)網(wǎng)普及極大拓展MEMS應(yīng)用場景。物聯(lián)網(wǎng)的產(chǎn)業(yè)架構(gòu)可以分為四層:感知層、傳輸層、平臺(tái)層和應(yīng)用層,MEMS器件是物聯(lián)網(wǎng)感知層重要組成部分。物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展帶動(dòng)智能終端設(shè)備普及,推動(dòng)MEMS需求放量,據(jù)全球移動(dòng)通信系統(tǒng)協(xié)會(huì)GSMA統(tǒng)計(jì),全球物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備數(shù)量已從2010年的20億臺(tái),增長到2019年的120億臺(tái),未來受益于5G商用化和WiFi 6的發(fā)展,物聯(lián)網(wǎng)市場潛力巨大,GSMA預(yù)測,到2025年全球物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備將達(dá)到246億臺(tái),2019到2025年將保持12.7%的復(fù)合增長率。PVD磁控濺射、PECVD氣相沉積、IBE刻蝕、ICP-RIE深刻蝕是構(gòu)成MEMS技術(shù)的必備工藝。高科技MEMS微納米加工平臺(tái)

高科技MEMS微納米加工平臺(tái),MEMS微納米加工

智能手機(jī)迎5G換機(jī)潮,傳感器及RFMEMS用量逐年提升。一方面,5G加速滲透,拉動(dòng)智能手機(jī)市場恢復(fù)增長:今年10月份國內(nèi)5G手機(jī)出貨量占比已達(dá)64%;智能手機(jī)整體出貨量方面,在5G的帶動(dòng)下,根據(jù)IDC今年的預(yù)測,2021年智能手機(jī)出貨量相比2020年將增長11.6%,2020-2024年CAGR達(dá)5.2%。另一方面,單機(jī)傳感器和RFMEMS用量不斷提升,以iPhone為例,2007年的iPhone2G到2020年的iPhone12,手機(jī)智能化程度不斷升,功能不斷豐富,指紋識(shí)別、3Dtouch、ToF、麥克風(fēng)組合、深度感知(LiDAR)等功能的加入,使得傳感器數(shù)量(包含非MEMS傳感器)由當(dāng)初的5個(gè)增加為原來的4倍至20個(gè)以上;5G升級(jí)帶來的頻段增加也有望明顯提升單機(jī)RF MEMS價(jià)值量。高科技MEMS微納米加工組成EBL設(shè)備制備納米級(jí)超透鏡器件的原理是什么?

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射頻MEMS器件分為MEMS濾波器、MEMS開關(guān)、MEMS諧振器等。射頻前端模組主要由濾波器、低噪聲放大器、功率放大器、射頻開關(guān)等器件組成,其中濾波器是射頻前端中重要的分立器件,濾波器的工藝就是MEMS,在射頻前端模組中占比超過50%,主要由村田制作所等國外公司生產(chǎn)。因?yàn)闆]有適用的國產(chǎn)5GMEMS濾波器,因此華為手機(jī)只能用4G,也是這個(gè)原因,可見MEMS濾波器的重要性。濾波器(SAW、BAW、FBAR等),負(fù)責(zé)接收通道的射頻信號(hào)濾波,將接收的多種射頻信號(hào)中特定頻率的信號(hào)輸出,將其他頻率信號(hào)濾除。以SAW聲表面波為例,通過電磁信號(hào)-聲波-電磁信號(hào)的兩次轉(zhuǎn)換,將不受歡迎的頻率信號(hào)濾除。

MEMS制作工藝深硅刻蝕即ICP刻蝕工藝:硅等離子體刻蝕工藝的基本原理干法刻蝕是利用射頻電源使反應(yīng)氣體生成反應(yīng)活性高的離子和電子,對(duì)硅片進(jìn)行物理轟擊及化學(xué)反應(yīng),以選擇性的去除我們需要去除的區(qū)域。被刻蝕的物質(zhì)變成揮發(fā)性的氣體,經(jīng)抽氣系統(tǒng)抽離,然后按照設(shè)計(jì)圖形要求刻蝕出我們需要實(shí)現(xiàn)的深度。干法刻蝕可以實(shí)現(xiàn)各向異性,垂直方向的刻蝕速率遠(yuǎn)大于側(cè)向的。其原理如圖所示,生成CF基的聚合物以進(jìn)行側(cè)壁掩護(hù),以實(shí)現(xiàn)各向異性刻蝕刻蝕過程一般來說包含物理濺射性刻蝕和化學(xué)反應(yīng)性刻蝕。對(duì)于物理濺射性刻蝕就是利用輝光放電,將氣體解離成帶正電的離子,再利用偏壓將離子加速,濺擊在被蝕刻物的表面,而將被蝕刻物質(zhì)原子擊出(各向異性)。對(duì)于化學(xué)反應(yīng)性刻蝕則是產(chǎn)生化學(xué)活性極強(qiáng)的原(分)子團(tuán),此原(分)子團(tuán)擴(kuò)散至待刻蝕物質(zhì)的表面,并與待刻蝕物質(zhì)反應(yīng)產(chǎn)生揮發(fā)性的反應(yīng)生成物(各向同性),并被真空設(shè)備抽離反應(yīng)腔MEMS傳感器行業(yè)為國內(nèi)企業(yè)追趕提供了契機(jī)。

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MEMS制作工藝-光學(xué)超表面meta-surface:超表面是指一種厚度小于波長的人工層狀材料。超表面可實(shí)現(xiàn)對(duì)電磁波偏振、振幅、相位、極化方式、傳播模式等特性的靈活有效調(diào)控。超表面可視為超材料的二維對(duì)應(yīng)。

根據(jù)面內(nèi)的結(jié)構(gòu)形式,超表面可以分為兩種:一種具有橫向亞波長的微細(xì)結(jié)構(gòu),一種為均勻膜層。

根據(jù)調(diào)控的波的種類,超表面可分為光學(xué)超表面、聲學(xué)超表面、機(jī)械超表面等。光學(xué)超表面 是最常見的一種類型,它可以通過亞波長的微結(jié)構(gòu)來調(diào)控電磁波的偏振、相位、振幅、頻率等特性,是一種結(jié)合了光學(xué)與納米科技的新興技術(shù)。

其超表面的制作方式,一般會(huì)用到電子束光刻技術(shù)EBL,通過納米級(jí)的直寫,將圖形曝光到各種襯底上,然后經(jīng)過鍍膜或刻蝕形成具有一定相位調(diào)控的超表面器件。 MEMS是一種現(xiàn)代化的制造技術(shù)。山東MEMS微納米加工發(fā)展趨勢

MEMS微流控芯片是什么?高科技MEMS微納米加工平臺(tái)

MEMS制作工藝-聲表面波器件的特點(diǎn):

3.由于聲表面波器件是在單晶材料上用半導(dǎo)體平面工藝制作的,所以它具有很好的一致性和重復(fù)性,易于大量生產(chǎn),而且當(dāng)使用某些單晶材料或復(fù)合材料時(shí),聲表面波器件具有極高的溫度穩(wěn)定性。

4.聲表面波器件的抗輻射能力強(qiáng),動(dòng)態(tài)范圍很大,可達(dá)100dB。這是因?yàn)樗玫氖蔷w表面的彈性波而不涉及電子的遷移過程

此外,在很多情況下,聲表面波器件的性能還遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了很好的電磁波器件所能達(dá)到的水平。比如用聲表面波可以作成時(shí)間-帶寬乘積大于五千的脈沖壓縮濾波器,在UHF頻段內(nèi)可以作成Q 值超過五萬的諧振腔,以及可以作成帶外抑制達(dá)70dB 、頻率達(dá)1 低Hz 的帶通濾波器 高科技MEMS微納米加工平臺(tái)