バルクマイクロマシニング

バルクマイクロマシニングは、マイクロマシンまたはマイクロエレクトロメカニカルシステム(MEMS)を製造するために使用されるプロセスです。

薄膜堆積と選択的エッチングを連続して使用する表面マイクロマシニングとは異なり、バルクマイクロマシニングは基板内部を選択的にエッチングすることで構造を定義します。表面マイクロマシニングでは基板上に構造を作成しますが、バルクマイクロマシニングでは基板 内部に構造を作成します。

通常、シリコン ウェハーは異方性ウェット エッチングが可能で、非常に規則的な構造を形成できるため、バルク マイクロマシニングの基板として使用されます。ウェット エッチングでは通常、水酸化カリウム(KOH) やテトラメチルアンモニウム水酸化物(TMAH)などのアルカリ性液体溶剤を使用して、フォトリソグラフィーのマスキング ステップで露出したシリコンを溶解します。これらのアルカリ溶剤はシリコンを非常に異方的に溶解し、一部の結晶方位は他の方位よりも最大 1000 倍速く溶解します。このような方法は、生のシリコンの非常に特定の結晶方位を使用して V 字型の溝を作成するためによく使用されます。エッチングが正しく実行され、寸法と角度を正確に定義できれば、これらの溝の表面は原子レベルで滑らかにすることができます。圧力センサーは通常、バルク マイクロマシニング技術によって作成されます。

バルクマイクロマシニングは、フォトリソグラフィーを使用してマスクからパターンを表面に転写し、選択的にエッチングされるシリコンウェーハまたはその他の基板から始まります。表面マイクロマシニングと同様に、バルクマイクロマシニングはウェットエッチングまたはドライエッチングで実行できますが、シリコンで最も一般的なエッチングは異方性ウェットエッチングです。このエッチングは、シリコンが結晶構造を持っているという事実、つまりその原子がすべて線と平面に周期的に配置されているという事実を利用します。特定の平面は結合が弱く、エッチングの影響を受けやすくなります。エッチングの結果、角度の付いた壁を持つピットが形成されます。角度は基板の結晶方向の関数です。このタイプのエッチングは安価であり、一般に初期の低予算研究で使用されます。

• 深層反応性イオンエッチング

• メリーランド大学のバルクマイクロマシニング
• microfab Service GmbH のバルクマイクロマシニング