Design and manufacturing of heterogeneous microsystems for micro- and nanotechnology applications

• Autorzy: Janus P. , Domański K. , Ekwińska M. , Bieniek T. , Kaliciński S. , Sierakowski A. , Dobrowolski R. , Szmigiel D. , Prokaryn P. , Grabiec P.

Warianty tytułu

PL

Projektowanie i wytwarzanie heterogenicznych mikrosystemów do zastosowań w mikro-i nanotechnologii

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Tremendous progress of microelectronic technology observed within last 40 years is closely related to even more remarkable progress of technological tools. However it is important to note, that these new tools may be used for fabrication of diverse multifunctional, integrated structures as well. Such devices, called MEMS (Micro-Electro-Mechanical-System) and MOEMS (Micro-Electro-Opto-Mechanical-System) integrate microelectronic and micromechanical structures in one system enabling interdisciplinary application, with most interesting and prospective being micro- and nanoscale investigations. In this paper, authors present some issues on heterogeneous microsystems design and manufacturing. Examples of various applications of microelectronic technology for fabrication of microsystems which may be used for micro- and nanoscale application are also presented.

PL

Obserwowany na przestrzeni ostatnich 40 lat postęp w dziedzinie technologii mikroelektronicznych związany jest bezpośrednio z rozwojem i powstawaniem nowych narzędzi technologicznych. Należy zaznaczyć, iż narzędzia te przyczyniły się również do powstania szeregu różnorodnych, wielofunkcyjnych, zintegrowanych struktur. Struktury (przyrządy) te, nazywane MEMS (ang. Micro-Electro-Mechanical-System) lub MOEMS (ang. Micro-Electro-Opto-Mechanical-System integrują w ramach jednego systemu elementy mikromechaniczne i mikroelektroniczne, co otwiera wiele nowych interdyscyplinarnych zastosowań jak np. badania w mikro- i nanoskali. W artykule autorzy przedstawiają wybrane zagadnienia związane z projektowaniem i wytwarzaniem tego typu heterogenicznych mikrosystemów. Ponadto w artykule przedstawione zostały przykłady wykorzystania technologii krzemowej do wytworzenia mikrosystemów oraz ich zastosowania w mikro- i nanoskali.

Słowa kluczowe

EN

MEMS; microsystem; silicon technology; heterogeneous integration

PL

MEMS; mikrosystem; technologia krzemowa; integracja heterogeniczna

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania
• Rocznik: 2010
• Tom: Vol. 51, nr 4
• Strony: 62--71
• Opis fizyczny: Bibliogr. 24 poz., wykr.

Twórcy

autor

Janus P.

autor

Domański K.

autor

Ekwińska M.

autor

Bieniek T.

autor

Kaliciński S.

autor

Sierakowski A.

autor

Dobrowolski R.

autor

Szmigiel D.

autor

Prokaryn P.

autor

Grabiec P.

• Instytut Technologii Elektronowej, Warszawa

Bibliografia

• [1] Lorenz G., Neul R.: Network-Type Modeling of Micromachined Sensor Systems. Proc. Int. Conf. on Modeling and Simulation of Microsystems, Semiconductors, Sensors and Actuators, MSM98, Santa Clara, April 1998, pp. 233-238.
• [2] CoventorWare 2006.001 ARCHITECT Reference Guide, October 2006, www.coventor.com.
• [3] Gosalvez M. A.: Atomistic modelling of anisotropic etching of crystalline silicon, PhD Thesis, Helsinki University of Technology, 2003.
• [4] Grabiec, P., Janus P., Domański K., Milczarek W.: Method of integration multichip microsystems, patent application P 375716, Poland 2005.
• [5] Modafe A., Ghalichechian N., Powers M., Khbeis M., Ghodssi R.: Embedded benzocyclobutene in silicon: An integrated fabrication process for electrical and thermal isolation in MEMS, Microelectronic Eng., 82 (2005) 154-167.
• [6] DWL 200 Heidelberg Instruments - www.himt.de.
• [7] Musil J., Kunc R., Zeman H., Polkova H.: Relationship between hardness, Young's modulus and elastic recovery in hard nanocomposite coatings, Surface and Coatings Technology 154, 2002, p. 304-313.
• [8] TI-9000 Tribolndenter User manual NRL-M-100 v8.2, Operating Manual, Hysitron Incorporated, 1997.
• [9] Fischer-Cripps A. C., Nanoindentation, Springer-Verlag, Berlin Heidelberg, 2002.
• [10] Bhushan В., Nanotribology and Nanomechanics - An Introduction, Springer-Verlag Berlin Heidelberg, 2005.
• [11] Holbery J. D., Eden V. L.: A comparison of scanning microscopy cantilever force constants determined using a nanoindentation testing apparatus. Journal of Micromechanics and Microen-gineering10, 2000,85-92.
• [12] Burnham N. A., Chen X., Hodges С. S., Matei G. A., Thoreson E. J., Roberts C. J., Davies M. C., Tenler S. J.: Comparison of calibration methods for atomic force microscopy cantilevers. Nano-technology, 14, 2003, 1-6.
• [13] Neumeister J. M., Ducker W. A.: Lateral, normal, and longitudinal spring constants of atomic force microscopy cantilevers. Review Scientific Instruments, 65, no. 8, 2008, 2527-2531.
• [14] Szeloch R. F., GotszalkT. P., Janus P.: Microelectronics Reliability, 42, 2002, 1719-1722.
• [15] Janus P., Szmigiel D., Weisheit M., Wielgoszewski G., Ritz Y., Grabiec P., Hecker M., Gotszalk T., Sulecki P., Zschech E.: Novel SThM nanoprobe for thermal properties investigation of microand nanoelectronic devices. Microelectronic Engineering. Volume 87, Issues 5-8, pp.1370-1374.
• [16] Gad-el-Hak M.: The MEMS handbook. CRC Press, 2002.
• [17] Beeby S., MEMS mechanical sensors. Artech House, 2004.
• [18] ADXL50 datasheet. Analog Device, 1996.
• [19] Hodgins D., Bertsch A., Post N., Frischholz M., Volckaerts В., Spensley J., Wasikiewicz J. M., Higgins H., von Stetten F., Kenney L.: Healthy Aims: Developing New Medical Implants and Diagnostic Equipment. Pervasive Computing, IEEE, Jan.-March 2008 vol 7, 1:14-21.
• [20] Hodgins D.: Intelligent medical systems, Medical Device Developments, vol. 1, 9-10 (2006).
• [21] Ortmanns M., Unger N., Rocke A., Gehrke M., Tiedtke H-J.: A retina stimulator ASIC with 232 electrodes, custom ESD protection and active charge balancing IEEE Symposium on Circuits and Systems. ISCAS 2006, Kos, Greece, 2006.
• [22] Wickelgren I.: Biomedical Engineering: A Vision for the Blind. Science, 26 May 2006 312: 1124-1126.
• [23] Volckaerts B, Corless A. R., Mercanzini A., Silmon A. M, Bertsch A., Van Himbeeck C., Wasikiewicz J., Vanden Bulcke M., Vadgama P., Renaud P.: Technology developments to initiate a next generation of Cochlear Implants. Conf Proc IEEE Eng Med Biol Soc. 2007, 1: 515-518.
• [24] Szmigiel D., Hibert C., Bertsch A., Pamula E., Domanski K., Grabiec P., Prokaryn P., Scislowska-Czarnecka A., Plytycz В.: Fluorine-Based Plasma Treatment of Biocompatible Silicone Elastomer: The Effect of Temperature on Etch Rate and Surface Properties. Plasma Processes and Polymers, 2008, vol. 5, 3: 246-255.