MEMS表面微機(jī)械加工工藝是指所有工藝都是在圓片表面進(jìn)行的MEMS制造工藝。表面微加工中，采用低壓化學(xué)氣相淀積(LPCVD)這一類(lèi)方法來(lái)獲得作為結(jié)構(gòu)單元的薄膜。表面微加工工藝采用若干淀積層來(lái)制作結(jié)構(gòu)，然后釋放部件，允許它們做橫向和縱向的運(yùn)動(dòng)，從而形成MEMS執(zhí)行器。最常見(jiàn)的表面微機(jī)械結(jié)構(gòu)材料是LPVCD淀積的多晶硅，多晶硅性能穩(wěn)定且各向同性，通過(guò)仔細(xì)控制淀積工藝可以很好的控制薄膜應(yīng)力。此外，表面微加工工藝與集成電路生產(chǎn)工藝兼容，且集成度較高。
下面結(jié)合北京大學(xué)微系統(tǒng)所的MEMS標(biāo)準(zhǔn)工藝，以一個(gè)MEMS中最主要的結(jié)構(gòu)——梁為例介紹一下MEMS表面加工工藝的具體流程。
1.硅片準(zhǔn)備
2.熱氧生長(zhǎng)二氧化硅(SiO2)作為絕緣層
3.LPCVD淀積氮化硅(Si3N4)作為絕緣及抗蝕層
4.LPCVD淀積多晶硅1(POLY1)作為底電極
5.多晶硅摻雜及退火
6.光刻及腐蝕POLY1，圖形轉(zhuǎn)移得到POLY1圖形
7.LPCVD磷硅玻璃(PSG)作為犧牲層
8.光刻及腐蝕PSG，圖形轉(zhuǎn)移得到BUMP圖形
9.光刻及腐蝕PSG形成錨區(qū)
10.LPCVD淀積多晶硅2(POLY2)作為結(jié)構(gòu)層
11.多晶硅摻雜及退火
12.光刻及腐蝕POLY2，圖形轉(zhuǎn)移得到POLY2結(jié)構(gòu)層圖形
13.濺射鋁金屬(Al)層
14.光刻及腐蝕鋁層，圖形轉(zhuǎn)移得到金屬層圖形
15.釋放得到活動(dòng)的結(jié)構(gòu)
至此，我們利用MEMS表面加工工藝完成了一個(gè)梁的制作。這個(gè)工藝流程中共有五塊掩膜版，分別是：
1.POLY1，用的是陽(yáng)版，形成的多晶1圖形用來(lái)提供機(jī)械層的電學(xué)連接，地極板或屏蔽電極;
2.BUMP，用的是陰版，在犧牲層上形成凹槽，使得以后形成的多晶硅機(jī)械層上出現(xiàn)小突起，減小在釋放過(guò)程或工作過(guò)程中機(jī)械層與襯底的接觸面積，起一定的抗粘附作用;
3.ANCHOR，用的是陰版，在犧牲層上刻孔，形成機(jī)械層在襯底上的支柱，并提供電學(xué)連接;
4.POLY2，用的是陽(yáng)版，用來(lái)形成多晶硅機(jī)械結(jié)構(gòu);
5.METAL，用的是陽(yáng)版，用來(lái)形成電連接或測(cè)試接觸。
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