fabrication of microelectromechanical (mems) devices

Upload: muhammad-alfian

Post on 16-Jul-2015

132 views

Category:

Documents


17 download

TRANSCRIPT

Oleh : Muhammad Alfian 5315077588

MicroelectronicSebuah perangkat sirkuit terintegrasi, berbasisi semikonduktor yang bekerja dengan prinsip_prinsip elektris atau electronik.

Microelectromechanic al (MEMS)

MicromechanicSebuah perangkat yang berbasisi sistem sistem mekanik dengan miniaturisasi yang ekstrim.Aplikasi dari sistem MEMS ini antara lain terdapat pada: berbagai macam sensor sensor, aktuator, aselerometer, optical switches, mekanisme inkjet printing, micromirrors, micromachines, dan perangkat mikro.

Logam Crystalin SilikonMerupakan material yang digunakan untuk membuat sebagian besar piranti MEMS digunakan dalam elektronik konsumen di dunia modern.

PolimerPerangkat MEMS dapat dibuat dari polimer dengan proses seperti injection molding, embossing atau stereolithography

logam yang dapat dialikasikan pada peranti MEMS, mencakup emas , nikel , aluminium , tembaga , kromium , titanium , tungsten , platinum , dan perak

Bulk micromachining

Mikromachining MEMS device

Surface micromachining

SIMPLE (silicon micromachining by single step plasa etching

Scream (single-srystal silicon reactive eching and metalization

Bulk micro machining yaitu teknik fabrikasi yang menyusun elemen-elemen dimulai dengan silicon wafer kemudian mengetsa bagian yang tidak diinginkan, dan meninggalkan part yang dibutuhkan untuk perangkat mekanik Teknik ini digunakan untuk fabrikasi perangkat MEMS dengan strukture sederhana yang sering digunakan pada skala ukuran mikroskopis.

Surface micromachining menggunakan lapisan/layers pada permukaan sebuah substrat sebagai bahan struktural, daripada menggunakan substrat itu sendiri. Tahap-tahap surface micromachining: 1) Deposisi spacer layer berbahan kaca phosposilicate (PSG); 2) Pengetsaan spacer layer; 3) Deposisi polysilicon; 4) Pengetsaan silikon; 5) Pengetsaan basah PSG secara selektif,meninggalkan substrat silikon dan penempatan polysilicon yang tidak terketsa.

SCREAMMetode lain untuk membuat struktur MEMS yang sangat dalam adalah SCREAM (single-crystal silicon reactive etching and metallization), Dalam teknik ini lithography standard dan proses etching menghasilkan trench sedalam 10 hingga 50 m, yang kemudian diproteksi oleh lapisan chemically-vapor-deposited silicon oxide. Tahap Anisotropik etching hanya menghilangkan bagian dasar trench, dan trench diperdalam melalui dry etching. Isotrohopic etching (menggunakan sulfur hexafluoride, SF6) pengetsaan menyamping membuka sisi dinding pada bagian dasar trench. Undercut ini (ketika itu overlap berdampingan undercut) melepaskan struktur pemakanan

Alternative untuk SCREAM adalah teknik SIMPLE (silicon micromachining by single-step plasma etching) Teknik ini menggunakan proses plasma-etching berbasis gas chlorine yang memproses permesinan pdoped atau lightly-doped silicon secara anisotropic, tetapi sebagian besar ndoped silicon secara isotropic.

y Liga merupakan akronim berbahasa Jerman untuk

Lithographie, G alvanoformung, Abformung ( Litografi , Elektroplating , dan Molding ) y sebuah teknologi fabrikasi yang digunakan untuk membuat struktur mikro beraspek rasio tinggi.

Proses LIGA meliputi langkah-langkah berikut:

1.

Layer penahan Yang sangat tebal (sampai ratusan mikron) berbahan polymethylmethacrylate (PMMA) disusun ke sebuah substrat primer.

2.

PMMA terkena sinar-x columnated dan dikembangkan.

3.

Logam mengalami Elektrodeposisi ke substrat primer.

4.

PMMA dihapus atau dilucuti, menghasilkan struktur logam yang berdiri-bebas.

5.

pencetakan plastic injektion berlangsung.

Mikrofabrikasi LIGA

X-Ray Liga, yang menggunakan sinar-X yang dihasilkan oleh sinkrotron untuk menciptakan struktur mikro beraspek rasio tinggi,

UV Liga, sebuah metode yang lebih yang dapat diakses menggunakan sinar ultraviolet untuk menciptakan struktur dengan aspek rasio yang relatif rendah

Teknik LIGA sangat kuat untuk memproduksi perangkat MEMS dengan aspek rasio yang besar dan bentuk yang dapat diproduksi berulang-ulang. Dengan teknik ini, lapisan logam Elektrodeposisi mengelilingi PMMA (polymethylmethacrylate )yang dihasilkan seperti dijelaskan sebelumnya Lapisan kedua dari PMMA resist kemudian diikat pada struktur ini dan terpapar sinar-x dengan pelindung sinar-x yang sejajar.

HEXSIL

Menggabungkan struktur heksagonal sarang lebah, silicon micromachining, dan deposisi filmtipis untuk menghasilkan struktur yang berdiri-bebas dengan rasio beraspek tinggi,. HEXSIL dapat menghasilkan struktur yang tinggi dengan definisi bentuk yang menyaingi LIGA.

Dalam HEXSIL, sebuah trench yang dalam pertama diproduksi di-silikon berkristal tunggal dengan menggunakan dry-etching dan diikuti oleh wet etching dangkal untuk membuat dinding trench yang lebih halus. Kedalaman trench disesuaikan dengan ketinggian struktur yang diinginkan dan sebenarnya dibatasi sekitar 100m. Lapisan oksida ini kemudian ditanam atau ditempelkan ke silikon diikuti oleh lapisan undoped-polycrystalline silicon yang mengarahkan ke pengisian cetakan yang baik dan definisi bentuk yang baik. Lapisan Doped-silicon mengikuti, memberikan bagian resistif dari microdevice tersebut. Electroplated or electroless plat nikel kemudian ditempelkan.

ElectroformingElectroforming diterapkan pada pembuatan produk logam berlapis akurasi dimensi tinggi yang tidak dapat dibuat oleh etsa atau proses milling yang presisi. Electroforming adalah proses pembentukan logam untuk membentuk bagian tipis melalui electroplating proses. Bagian ini diproduksi oleh pelapisan kulit logam ke bentuk dasar, dikenal sebagai mandrel, yang dihapus setelah pelapisan.

Bidang MEMS relatif baru dan berkembang pesat. Aplikasi MEMS komersial yang paling berhasil antara lain optik, percetakan, dan industri sensor. Kemungkinan untuk konsep perangkat baru dan desain sirkuit tampaknya tak akan ada habisnya. Perangkat MEMS yang diproduksi melalui teknik dan dengan bahan yang (sebagian besar) telah dirintis di industri mikroelektronik. Bulk dan surface micromachining adalah proses yang baik dikembangkan untuk silicon berkristal tunggal. Proses khusus untuk MEMS termasuk variasi permesinan, seperti DRIE, SIMPLE dan SCREAM. Proses ini menghasilkan struktur mekanis yang berdiri-bebas di dalam silikon Polimer MEMS dapat diproduksi melalui LIGA atau microstereolithography. LIGA menggabungkan litografi sinar-x dan electroforming untuk menghasilkan struktur tiga dimensi. Proses Terkait termasuk litografi sinar-x multilayer dan HEXSIL.