[摘要]采用金刚石、陶瓷、超导材料以及各种半导体材料生成的薄膜具有独特的物理、化学和光、 机、电等性能。若将不同的基片材料与相应的膜系结合起来可构成微传感器等功能复杂的微 机械器件。目前，有多种薄膜材料已经被用于微机械传感器，包括高质量的绝缘体(二氧化硅、 氮化硅等）、导体（如铝）、半导体（如硅）等。通常，CVD膜具有低的耗散应力、好的再生性，因 而应用较为普遍。其他一些金属、压电材料和热电材料等也可用于微传感器。
常用的薄膜介绍
采用金刚石、陶瓷、超导材料以及各种半导体材料生成的薄膜具有独特的物理、化学和光、 机、电等性能。若将不同的基片材料与相应的膜系结合起来可构成微传感器等功能复杂的微 机械器件。目前，有多种薄膜材料已经被用于微机械传感器，包括高质量的绝缘体(二氧化硅、 氮化硅等）、导体（如铝）、半导体（如硅）等。通常，CVD膜具有低的耗散应力、好的再生性，因 而应用较为普遍。其他一些金属、压电材料和热电材料等也可用于微传感器。
1)多晶硅和非晶硅薄膜
在绝缘体上生长的硅薄膜，可随机呈现从晶体（多晶）到完全非晶体的多种结构。这取决 于沉积过程中的动力学特性。多晶硅广泛应用于半导体工业，如用于制造MOS晶体管等。 非晶硅经常用于制造LED薄膜晶体管。多晶硅在传感器应用方面与硅基底有类似的电性能， 其压阻系数高，特别适合作从基底中隔离出来的应力测量元件。双电隔离多晶硅薄膜可用于 高温传感测量。
除电性能外，硅薄膜的机&性能也是人们关心的重点。随多晶结构和晶向不同，其弹性模 量一般处在140?210 GPa之间。这主要取决于沉积条件及温度情况。不同的沉积温度将导 致产生不同的压应力或拉应力。由于具备较低的沉积温度，PECVD(等离子体刻蚀化学气相 沉积）硅薄膜可与CMOS衬底直接集成，从而备受青睐。
单晶硅薄膜
单晶硅良好的晶体结构具有较高的机械性能。通过单晶硅薄膜可得到高质量的微结构， 并应用于微传感器等场合。与多晶硅膜和非晶硅膜不同，单晶硅膜不能用化学方法在无晶基 片上生成。
早期的单晶硅薄膜技术有连接和背刻蚀。在这种工艺中，膜厚度由扩散到基片中的P+区 域位置决定。含有扩散层的衬底从背面刻蚀并留下高浓度掺杂的完整表层。这种方法制作的 单晶膜层厚度可达25 jum。扩散区域的触点是微薄覆盖的电镀层制作的。高含量的杂质影响 材料的机械强度以及其他机械性能。
氮化硅薄膜
氮化硅薄膜作为一种绝缘材料，在传感器方面通常用于制作高温保护膜和掩膜。氮化硅 能够承受诸如HF和KOH之类的强腐蚀液，并且是极好的扩散掩膜，可以防止杂质扩散和离 子污染。它具有较高的机械性能（E=73 GPa)，尤其适合抵抗摩擦和保护防污。用于半导体 传感器的氮化硅薄膜属于非晶态。沒3队具有2.1的折射率，电阻率大于1050*?11。与多晶 硅薄膜相比，氮化硅薄膜的热绝缘性能也较好。
氧化硅薄膜
硅与氧结合而形成二氧化硅，二氧化硅膜是非晶态，比硅的密度低。它的电阻率高 (1012 n ? cm)而导热率低（1.4X10-2 W/(cm ? °C)),是很好的电、热绝缘体；因此，可用于热 检测器、气体和流体传感器a
氧化膜具有难以消除的压应力（1 GPa左右），因此不能用作机械传感器的结构膜。但这 种膜容易从基体上除去，常用作牺牲层；氧化物的机械性能受掺杂的影响，添加高剂量的硼和 硅就能使氧化物在较低温度下发生流动，从而有利于平整化。
3.硅微细加工的应用
由于桂是最基本的半导体材料，桂的微细加工技术主要应用于制作1C(integrated cir- cuit)、微传感器、微制动器以及MEMS(micro electro mechanical system)。图7. 4所示为利用 1C制造技术和硅的体加工技术相结合得到的微测热辐射仪。图7. 5所示为一典型的微机械 系统以及利用微细加工得到的静电力激励器。