mikrofabrikaatioon

Mikrofabrikaatio on prosessien ja teknologioiden kokonaisuus, jolla valmistetaan tarkasti kontrolloituja, mikrometri- ja nanokokoisia rakenteita. Se kattaa sekä puolijohde- että MEMS-teknologian ratkaisut sekä mikro- ja nanoelektroniikan, biolääketieteen ja optisen alan sovellukset. Tyypillisiä lopputuotteita ovat sirut, mikroaistinanturit, mikrofluidiset kanavat ja optiset komponentit.

Prosessiketju alkaa usein fotolitografiasta, jossa kuvio siirretään valomaskin kautta lasi- tai piipitomateriaalin pinnalle. Tämän jälkeen seuraa kehitys, jolloin kuva paljastuu ja kuivat sekä märät kemikaalit muokkaavat valittua kerrosta. Tämän jälkeen suoritetaan syöpyminen (kemiallinen tai plasmapohjainen), kasvu- tai pinnoitusvaiheet sekä doppaus tai diffuusio rakenteiden ominaisuuksien säätämiseksi. Yleisiä vaiheita ovat lisäksi oksidaatio, metallointi ja pakkaus. Prosessit toteutetaan usein puhtaissa huoneissa, joissa luokkataso pysyy erittäin alhaisena hiukkasvääriä vastaan.

Materiaalit ja alustat voivat olla pi/Si基 tai muita substraatteja, kuten SiO2-, Si3N4- tai polymeerikerroksia. Kasvatus- ja pinnoitusmenetelmät kattavat fysikaalisen höyryn kasvuun (PVD) ja kemiallisen höyryn kasvuun (CVD), sekä erilaiset litografiset menetelmät. Doppaus ja annealing-vaiheet muokkaavat elektronien liikettä, kun taas metallointi luo kontaktit ja johdot.

Sovellukset ulottuvat kuluttajaelektroniikasta ja tietokonekirjastoista MEMS-anturijärjestelmiin sekä mikrofluidisiin laitteisiin ja optisiin komponentteihin. Haasteita ovat korkeat investoinnit, valmistusvirheet, tuotantoytimet ja ympäristövaikutukset sekä prosessien skaalaaminen uusille materiaaleille.