犧牲層技術自20世紀80 年代美國加州大學伯克利分校開發(fā)至今，得到了快速發(fā)展。犧牲層技術是 MEMS 工藝設計中有別于傳統(tǒng)IC制造工藝技術之一，該技術利用一層可被腐蝕或刻蝕的薄膜材料作為結構層和襯底之間的中間層(稱為犧牲層），待結構層圖形化后，再使用濕法刻蝕或干法刻蝕去除中間層材料（稱為犧牲層材料），獲得可動微結構或懸空微結構。

可動微結構或懸空微結構是 MEMS 中大部分傳感器和執(zhí)行器的不可或缺的敏感元件和執(zhí)行元件（如微型壓力傳感器、微型陀螺、微型加速度計和微型馬達等），因此犧牲層技術在未來新型 MEMS 器件的創(chuàng)新和制造中將會扮演更重要的角色。常用的犧牲層材料主要有多晶硅、光刻膠、金屬薄膜和聚酰亞胺等。犧牲層技術大致包含如下5個步驟：

①在襯底上沉積一層犧牲層；

②刻蝕犧牲層，做出結構層的支撐點；

③在犧牲層上沉積結構層；

④圖形化結構層；

⑤用濕法刻蝕或干法刻蝕去除犧牲層，釋放圖形化的結構層，獲得可動微結構或空腔。

犧牲層技術常常采用濕法刻蝕來釋放圖形化的結構層，原因在于其刻蝕速率快，設備簡單，選擇性好。但濕法刻蝕去除犧牲層后，需要蒸發(fā)溶液和干燥晶片，在此過程中容易發(fā)生微結構變形和黏附，隨著液體被蒸發(fā)，微結構和襯底之間的液體去除緩慢，液體和空氣的界面處產生較大的表面張力，其作用力的垂直分力會牽引微結構向襯底靠近，使得微結構變形，甚至會出現(xiàn)微結構與襯底接觸，并在接觸面的范德瓦爾斯力（Van der Waals Force）作用下發(fā)生黏附，導致器件失效。針對濕法釋放后干燥帶來的黏附失效，現(xiàn)已開發(fā)了有效的解決方法，如超臨界干燥技術和干法刻蝕技術。

審核編輯：劉清