The term “CMOS MEMS” most often describes processes
that create microstructures directly out of the metal/
dielectric interconnect stack in foundry CMOS. The metallization
and dielectric layers, normally used for electrical
interconnect, now serve a dual function as structural layers.
For example, the suspended n-well of Figure 3(d) is considered
CMOS MEMS, since its beam suspension is made
from the CMOS interconnect stack.
There is significant motivation for making MEMS out
of CMOS. Leveraging foundry CMOS for MEMS is fast,
reliable, repeatable, and economical. Electronics can be
placed directly next to microstructures, enabling arrayed
systems on chip. In CMOS MEMS, multiple conductors
can be placed inside of the microstructures, which enables
placement of multiple electrically isolated capacitive sensors
and electrostatic actuators. The gate polysilicon can be
embedded in the microstructures as heater resistors,
piezoresistors, or thermocouples.
The first reported CMOS-MEMS processes produce
microstructural sidewalls by stacking the draidsource contact
cut and metal via cuts in the CMOS and removing the
metallization layers above the cuts [13]. The substrate is
exposed in the cut regions. A wet or dry isotropic silicon
etch undercuts and releases the microstructures. Gaps
between microstructures are limited to several microns
because of artifacts in the etch pits from etching metal
above the CMOS contacts. Such microstructures are commonly
used to make thermally isolated and vertically actuated
structures integrated with electronics.
A modification of the original CMOS-MEMS process is
shown in Figure 10 [14]. The first post-CMOS micromachining
step is a CHF3:02 RIE (b). The top-most metal
layer acts as a highly selective mask which defines the
microstructures. The RIE etches any dielectric (i.e., overglass,
intermetal oxidehitride, and field oxide) that is not
covered with metal. Silicon DRIE then sets the spacing
from the microstructures to the substrate (c). The final step
is an isotropic silicon etch for structural release. The etch is
usually timed to undercut structures around 20 pm wide.
Larger structures must have etch holes for proper release.
This process flow does not violate CMOS design rules and
is readily implemented after advanced sub-0.5 pm CMOS,
which has tungsten via plugs and chem-mechanically planarized
(CMP) interconnect. Sub-micron gaps can be made
between structures, enabling capacitive sensors and electrostatic
actuators with high sensitivity.
The term “CMOS MEMS” most often describes processesthat create microstructures directly out of the metal/dielectric interconnect stack in foundry CMOS. The metallizationand dielectric layers, normally used for electricalinterconnect, now serve a dual function as structural layers.For example, the suspended n-well of Figure 3(d) is consideredCMOS MEMS, since its beam suspension is madefrom the CMOS interconnect stack.There is significant motivation for making MEMS outof CMOS. Leveraging foundry CMOS for MEMS is fast,reliable, repeatable, and economical. Electronics can beplaced directly next to microstructures, enabling arrayedsystems on chip. In CMOS MEMS, multiple conductorscan be placed inside of the microstructures, which enablesplacement of multiple electrically isolated capacitive sensorsand electrostatic actuators. The gate polysilicon can beembedded in the microstructures as heater resistors,piezoresistors, or thermocouples.The first reported CMOS-MEMS processes producemicrostructural sidewalls by stacking the draidsource contactcut and metal via cuts in the CMOS and removing themetallization layers above the cuts [13]. The substrate isexposed in the cut regions. A wet or dry isotropic siliconetch undercuts and releases the microstructures. Gapsbetween microstructures are limited to several micronsbecause of artifacts in the etch pits from etching metalabove the CMOS contacts. Such microstructures are commonlyใช้ ทำแพแยกแนวตั้ง actuatedโครงสร้างรวมเข้ากับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์มีการปรับเปลี่ยนกระบวนการ CMOS MEMS เดิมแสดงในรูปที่ 10 [14] Micromachining CMOS โพสต์แรกขั้นตอนคือ RIE CHF3:02 (b) โลหะด้านบนสุดชั้นทำหน้าที่เป็นหน้ากากแบบเลือกคำที่กำหนดในmicrostructures การ RIE etches dielectric ใด ๆ (เช่น overglassintermetal oxidehitride และฟิลด์ออกไซด์) ที่ไม่ปกคลุม ด้วยโลหะ ซิลิกอนเพื่อสร้างความทรงแล้วตั้งค่าระยะห่างจาก microstructures พื้นผิว (c) ขั้นตอนสุดท้ายมีซิลิคอนเป็น isotropic กัดสำหรับโครงสร้าง การ etch เป็นปกติเวลาไปโครงสร้าง 20 น.กว้างโครงสร้างขนาดใหญ่ต้องมีกัดหลุมสำหรับรุ่นที่เหมาะสมขั้นตอนของกระบวนการนี้ละเมิดกฎการออกแบบ CMOS และพร้อมมีการนำมาใช้หลังจากน.ย่อย 0.5 ขั้นสูง CMOSซึ่งมีทังสเตนผ่านปลั๊ก และเคมีกลไก planarized(CMP) เชื่อม ช่องย่อยไมครอนได้ระหว่างโครงสร้าง การเปิดใช้งานเซนเซอร์ควบคุม และไฟฟ้าสถิตหัวขับ มีความไวสูง
การแปล กรุณารอสักครู่..
