技术简介

MEMS-Casting名称的由来

MEMS-Casting是由MEMS和Casting两个单词组成的。MEMS是英语Micro-Electronic-Mechnical System(微机电系统)的首字母缩写,这是一个专有名词。微机电系统是将微电子技术与机械工程融合到一起的一种工业技术,它的操作范围在微米范围内(一般是几微米到几百微米尺度)。微机电系统的加工技术由半导体加工技术改造而来,可以认为是集成电路制造技术的一个分支。区别在于,集成电路是在晶圆上制造逻辑运算电路,而MEMS是在晶圆上制造微型机械结构,例如悬臂梁,梳齿状结构,空腔薄膜结构等。MEMS是芯片类传感器的主要加工制造技术。Casting是铸造的英文。MEMS-Casting即是微机电领域的铸造,可以简称为微机电铸造。MEMS-Casting是在晶圆上实现的微米尺度的铸造。如此命名是因为这项微铸造技术是建立在MEMS技术的基础之上,并且在许多方面应用于MEMS领域。

MEMS-Casting是多学科融合技术▼

MEMS本身就是一个多学科技术,MEMS-Casting更是融合了物理学中的液体力学,热力学,金属学,铸造学,机械工程,电气工程以及半导体相关技术而发展出来的一项晶圆级制造技术。从技术原理,设备样机,工艺流程到器件实现,MEMS-Casting技术完成的是一个系统化的研究和研发过程,也是一项从实验室到生产线的技术成果转化案例。

MEMS-Casting是半导体厚金属技术▼

金属结构是半导体类器件的重要组成部分。在半导体中金属工艺目前主要有三种:物理气相沉积(就是蒸发或者溅射),化学气相沉积和电镀,如下表所示。其中PVD和CVD因为沉积速度慢,所以一般只能用于薄金属的沉积(厚度1um以下)。而厚金属沉积技术,以前只有电镀这一种方法。MEMS-Casting给业界提供了一项全新的厚金属沉积方法。

半导体金属化(Metallization)主要技术▼

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MEMS-Casting是电镀的替代和补充▼

MEMS-Casting可以作为电镀替代和补充。相对于电镀,MEMS-Casting有着在工艺上更加简单,沉积速度更快以及过程清洁环保等优势。下表是MEMS-Casting技术与电镀的一个比较。

晶圆级MEMS-Casting ™技术 vs. 电镀填充▼

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MEMS-Casting是器件微型化使能技术▼

相对于电镀,MEMS-Casting还有一个巨大的优势,更容易实现复杂的三维结构,这本质上是从铸造技术本身继承下来的。铸造是所有机械加工方法中最合适制造复杂三维结构的技术,例如汽车发动机的机体因其复杂结构,几乎都是铸造而成的。MEMS-Casting更适合于制造一些像芯片型螺线线圈,微同轴,射频器件等一些复杂的金属结构器件。以前一些不太容易制造的复杂金属结构的器件,因为这项技术而变的易于实现。

MEMS-Casting是清洁环保技术▼

作为一项制造技术,MEMS-Casting在环保方面无可挑剔。电镀因为电镀液对人的毒害,以及对环境潜在的重金属污染,正越来越受到环保方面的约束。许多地方政府对电镀产线的管制也越来越严格。而MEMS-Casting技术只需要使用惰性气体和真空即可实现厚金属的沉积,整个制造过程清洁环保无污染。

MEMS-CastingTM专用设备​▼