Важнейшие свойства Si, SiC, AlN

Параметры	Материалы
	Si	SiC	AlN
Теплопроводность, Вт/(см*К)	1,5	4,9	3,2
Температурный коэффициент линейного расширения, 10-6 1/К	2,60	4,68	5,27
Температура Дебая, К	640	1430	950
Модуль Юнга, 1011 Н/м2	1,3	4,0	3,0
Пьезомодуль, 10-12 Кл/Н	0	0,25	5,53
Критическая напряженность поля, МВ/см	0,3	4,0	1,7
Ширина запрещенной зоны, эВ	1,12	3,02	6,20
Параметр решетки, нм	0,543	0,312	a = 0,3076 c = n∙0,25

В рамках технологии микросистем развиваются следующие технологические направления:

1. Групповая технология поверхностной микромеханики на основе процессов тотального нанесения и избирательного удаления слоев.

2. Групповые технологии объемной микромеханики, реализуемые в виде:

• технологии глубинного объемного травления;

• LIGA - технологии (технологии матричного микрокопирования);

• волоконной технологии.

3. Технология индивидуального формообразования методами локального стимулирования роста (полимеризации), корпускулярно - лучевого и электростатического микропрофилирования, а также алмазного фрезерования.

Технологии объемной микромеханики позволяют активно развивать в конструкторско-технологическом плане третье измерение и поэтому по технологическим приемам и оборудованию они существенно отличаются от традиционных операций планарного процесса, известного из кремниевой технологии.

Осуществим краткий анализ современных групповых технологий поверхностной и объемной микромеханики, а также корпускулярно - лучевого формообразования.

Технология поверхностной микромеханики

В классической микромеханике, ориентированной на базовые кремниевые микротехнологии, в настоящее время господствует так называемая поверхностная микротехнология с жертвенным слоем. В ее основе лежат два основных процесса нанесение жертвенного, а затем и рабочего слоев и удаление через отверстие в рабочем слое жертвенного для формирования объемных полостей между рабочим слоем и подложкой. В качестве основного материала наиболее распространена струтктура «кремний на диоксиде кремния», где в качестве жертвенного слоя выступает диоксид кремния.

Последовательность технологических операций при реализации поверхной микромеханики сводится, фактически, к известным последовательностям, используемым в планарной технологии:

• формирование слоя диоксида кремния на кремнии;

• нанесение на диоксид кремния слоя поликристаллического кремния;

• нанесение маскирующего слоя маски на поликристаллический кремний и проведение операций фотолитографической обработки для вскрытия окон в маске;

• травление поликристаллического кремния через маску для формирования окон для последующего избирательного удаления жертвенного слоя из диоксида кремния;

• избирательное травление диоксида кремния;

• промывка образовавшихся объемных полостей.

Совокупность данных технологических операций требует развития, как процессов осаждения материалов, так и локального избирательного травления. Для получения результатов, связанных с устойчивостью формируемых композиций и возможными условиями их нанесения, особое значение приобретают такие параметры материалов рабочего и жертвенного слоев, как термомеханическая совместимость и механическая прочность. Данное обстоятельство не позволяет рассматривать классическую структуру «кремний на диоксиде кремния» как оптимальную. В настоящее время в технологии кремниевой «поверхностной» микромеханики в качестве жертвенных слоев начинают использовать пористый кремний. Предпочтение по термомеханическим свойствам и устойчивости к воздействиям экстремальных факторов имеет композиция алмазоподобных материалов «карбид кремния – нитрид алюминия», в которой карбид кремния является основным рабочим материалом (например, из карбида кремния изготавливается маятник микрогироскопа), а нитрид алюминия выполняет функцию жертвенного слоя или элементов несущей конструкции, обладающих изолирующими и пьезоэлектрическими свойствами.