Was ist Mikrofabrikation?

Wenn Sie an die Fertigung denken, stellen Sie sich wahrscheinlich Automobilfabriken vor, die große fahrbereite Fahrzeuge am laufenden Band produzieren. Während dies sicherlich ein Segment der Fertigungsindustrie ist, werden viel andere Prozesse durchgeführt kleinere Ebene. Mikrofabrikation bezieht sich beispielsweise speziell auf den Prozess der Herstellung kleiner Strukturen im Mikrometer- oder kleineren Maßstab. Es wird in einer Vielzahl von Fertigungssegmenten eingesetzt, darunter integrierte Schaltkreise, Halbleiter, mikrofluidische Geräte, Solarzellen, Flachbildschirme, Sensoren, Brennstoffzellen und mehr.

Um die Größe der Mikrofabrikation ins rechte Licht zu rücken:Ein Mikrometer entspricht einem Millionstel Meter oder einem Tausendstel Millimeter. Diese Messung wird üblicherweise für Wellenlängen von Infrarotlicht, biologischen Zellen und Herstellungsprozessen in Bezug auf die Mikrofabrikation verwendet. Aufgrund seiner außergewöhnlich kleinen Abmessungen müssen bei der Durchführung von Mikrofabrikationsarbeiten bestimmte Hightech-Werkzeuge verwendet werden.

Es ist wichtig zu beachten, dass Mikrofabrikation ein Sammelbegriff ist, der verwendet wird, um alle Herstellungsprozesse zu beschreiben, die kleine Strukturen im Mikrometer- oder kleineren Maßstab beinhalten. Andere Begriffe, die üblicherweise zur Beschreibung dieser Prozesse verwendet werden, umfassen Mikrobearbeitung, Halbleiterverarbeitung, mikroelektronische Fertigung usw.

Die Mikrofabrikation ist ein relativ neuer Herstellungsprozess, der erst kürzlich in der Mikroelektronikindustrie entwickelt wurde. Unternehmen haben traditionelle Bearbeitungsverfahren wie Elektroentladungsbearbeitung im Wesentlichen verkleinert, um Mikrofertigung zu schaffen.

Also, wie werden Mikrogeräte erstellt? Der genaue Prozess hängt von unzähligen Faktoren ab, darunter das Unternehmen, das ihn herstellt, die Werkzeuge, auf die die Mitarbeiter Zugriff haben, gewünschte Spezifikationen und mehr. Vor diesem Hintergrund wird ein typisches Mikrobauelement zuerst durch Abscheiden eines Films und anschließendes Strukturieren des Films mit verschiedenen Mikromerkmalen erzeugt. Als nächstes kann das Unternehmen Teile der obersten Filmschicht wegätzen.

Dünnschicht spielt eine Schlüsselrolle in der Mikrofabrikation. Mikrogefertigte Produkte werden typischerweise unter Verwendung mehrerer dünner Filme hergestellt. Bei elektronischen Geräten können diese Folien leitfähige Metalle enthalten, die den Stromfluss ermöglichen. Optische Geräte hingegen können reflektierende oder transparente Filme aufweisen, um die Sichtbarkeit und Klarheit zu verbessern. Und medizinische Geräte können chemische Filme haben, um mikrobielles Wachstum zu hemmen.

Die Mikrofabrikation ist keineswegs ein schneller oder einfacher Prozess. Berichten zufolge erfordert ein typischer Speicherchip ungefähr 30 Lithografie-, 10 Oxidations-, 20 Ätz- und 10 Dotierungsschritte zur Herstellung. Unternehmen messen die Schwierigkeit bei der Herstellung eines Produkts häufig anhand der Maskenzahl, die sich auf die Anzahl der verschiedenen Musterschichten im Endprodukt bezieht. Wenn ein Produkt 120 verschiedene Schichten hat, hat es auch eine Maskenanzahl von 120.