不久前，MEMS 蝕刻和表面涂層方面的領(lǐng)先企業(yè) memsstar 向《電子產(chǎn)品世界》介紹了 MEMS 與傳統(tǒng) CMOS 刻蝕與沉積工藝的關(guān)系，對(duì)中國(guó)本土 MEMS 制造工廠(chǎng)和實(shí)驗(yàn)室的建議等。

　　1 MEMS 比 CMOS 的復(fù)雜之處

　　MEMS 與 CMOS 的根本區(qū)別在于：MEMS 是帶活動(dòng)部件的三維器件，CMOS 是二維器件。因此，雖然許多刻蝕和沉積工藝相似，但某些工藝是 MEMS 獨(dú)有的，例如失效機(jī)理。舉個(gè)例子，由于 CMOS 器件沒(méi)有活動(dòng)部件，因此不需要釋放工藝。正因?yàn)槿绱耍?dāng)活動(dòng)部件“粘”在表面上，導(dǎo)致設(shè)備故障時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生靜摩擦，CMOS 沒(méi)有這種問(wèn)題。 CMOS 器件是在硅材料上逐層制作而成的。雖然蝕刻和沉積是標(biāo)準(zhǔn)工藝，但它們主要使用光刻和等離子蝕刻在裸片上創(chuàng)建圖案。另一方面，MEMS 是采用體硅加工工藝嵌入到硅中，或通過(guò)表面微加工技術(shù)在硅的頂部形成。體硅 MEMS 的深反應(yīng)離子刻蝕（DRIE）也稱(chēng)為 Bosch 工藝（因?yàn)樵摴に囋?20 世紀(jì) 90 年代由 Bosch 開(kāi)發(fā)），是專(zhuān)為 MEMS 設(shè)計(jì)的一種最老的工藝解決方案。雖然它不是標(biāo)準(zhǔn)的半導(dǎo)體工藝，但現(xiàn)在已應(yīng)用于三維裸片堆疊中，通過(guò)硅通孔（TSV）技術(shù)進(jìn)行蝕刻。此外，表面微加工蝕刻的釋放蝕刻是另外一種需要釋放材料的受控化學(xué)蝕刻的特定 MEMS 工藝。

　　2 將舊 CMOS 轉(zhuǎn)換為 MEMS 生產(chǎn)線(xiàn)

　　盡管歐美國(guó)家多年來(lái)一直在推動(dòng) MEMS 創(chuàng)新，但直到現(xiàn)在，還沒(méi)有一家建立 MEMS 專(zhuān)用工廠(chǎng)。雖然有些公司有 MEMS 工藝生產(chǎn)線(xiàn)，但它們并不一定是最先進(jìn)的。相反，是二次利用舊半導(dǎo)體工廠(chǎng)的方式，為它們注入新的活力。將舊 CMOS 半導(dǎo)體制造設(shè)備的富余生產(chǎn)能力轉(zhuǎn)換為 MEMS 生產(chǎn)線(xiàn)可能是中國(guó)可以考慮的一種方法。 MEMS 器件不太可能達(dá)到 CMOS 器件的產(chǎn)量，理解這一點(diǎn)非常重要。一種器件沒(méi)法讓 MEMS 生產(chǎn)線(xiàn)盈利，因?yàn)槿藗儾恍枰?5 萬(wàn)個(gè)初制晶圓。即使是 MEMS 麥克風(fēng)這種相當(dāng)高產(chǎn)量的應(yīng)用，但生產(chǎn)卻分布在多個(gè)廠(chǎng)家。

　　3 中國(guó) MEMS 制造廠(chǎng)和實(shí)驗(yàn)設(shè)備的挑戰(zhàn)

　　總體來(lái)看，中國(guó)在 MEMS 應(yīng)用的內(nèi)部開(kāi)發(fā)方面落后于世界其他先進(jìn)國(guó)家。目前，中國(guó)面臨著與歐美國(guó)家多年前一樣的制造和設(shè)備挑戰(zhàn)，而且隨著歐美國(guó)家不斷推進(jìn)發(fā)展，中國(guó)較難迎頭趕上。鑒于中國(guó)當(dāng)前與其他國(guó)家之間的關(guān)系，中國(guó)正在加緊發(fā)展國(guó)內(nèi)能力，以期獲得獨(dú)立供應(yīng)鏈。 MEMS 產(chǎn)業(yè)發(fā)展速度快，創(chuàng)新力強(qiáng)。此外，大多數(shù) MEMS 器件都是專(zhuān)用的，沒(méi)有像 CMOS 器件那樣大的體量。因此，正確合理的解決方案必須以技術(shù)為基礎(chǔ)。尖端科技是需要成本的。為一家工廠(chǎng)配備已使用了 20 年工藝的傳統(tǒng) MEMS 設(shè)備并非成功之道。重要的是，設(shè)備不僅要滿(mǎn)足今天的需要，還要滿(mǎn)足未來(lái) 5 ~ 10 年的需要。因此，為應(yīng)對(duì)未來(lái)發(fā)展的需要，應(yīng)盡可能選擇最高生產(chǎn)能力的設(shè)備是很重要的，以備援未來(lái)。