博世工艺的诞生与发展

微机电系统（MEMS）作为现代科技的核心领域之一，近年来因其广泛的应用而备受关注。从智能手机的传感器到汽车的安全系统，MEMS器件的精度和尺寸不断成为突破的关键。在这一背景下，博世开发的深反应离子刻蚀工艺（DRIE工艺），也被称为“博世工艺”，成为MEMS制造领域的里程碑。这一工艺进一步夯实了博世作为MEMS市场领导者的地位。

01博世工艺的诞生

20世纪90年代，为进一步缩小MEMS器件的尺寸，表面微加工技术应运而生。在这一技术中，机械活动层被沉积在覆盖有牺牲层的硅晶圆上。随后，通过高精度机械加工对材料进行结构化，这一技术大大提高了MEMS器件的制造精度。然而，实现这一突破的核心在于博世开发的DRIE工艺。

DRIE工艺是一种深反应离子刻蚀技术，能够以高刻蚀速率在硅晶圆上加工出具有高度垂直壁面的沟槽。刻蚀完成后，牺牲层被移除，释放出具有机械功能的结构。为了确保这些结构的可靠性，它们通常通过粘合第二片硅晶圆作为保护盖或通过沉积薄膜封装层来隔绝颗粒和环境的影响。

这一技术不仅在功能上实现了突破，还通过许可协议对全球MEMS制造商开放，甚至包括博世的竞争对手。正是由于这一开放性及其对行业的巨大贡献，博世科学家在2007年荣获了欧洲发明奖。如今，全球范围内的科学家和工程师都将这一革命性技术称为“博世工艺”。

Andrea Urban及Franz Lärmer，“博世工艺”的发明者，并荣获2007年欧洲年度发明家奖。

02博世工艺的技术特点

博世工艺以其高效的刻蚀能力和出色的机械精度闻名。它的主要特点包括：

高刻蚀速率

能够快速加工深度较大的硅沟槽。

高度垂直的侧壁

确保MEMS结构的机械稳定性和精度。

高可靠性

通过封装技术保护机械结构，延长使用寿命。

这一工艺的普及使MEMS器件在小型化、高精度和低成本制造方面取得了重大进展，为各种应用场景提供了技术支持。

03持续创新：从“博世工艺”到“APSM工艺”

作为MEMS制造领域的领导者，博世并未止步于博世工艺的成功，而是持续进行技术创新。近年来，博世开发了先进多孔硅膜工艺（APSM），进一步推动了MEMS制造的前沿发展。

APSM工艺旨在制造单晶硅膜片，用于压力传感器的高精度应用。此前，大多数单晶硅膜片通过各向异性刻蚀结合电化学刻蚀停止技术生产，而APSM工艺则通过以下步骤实现：

01在浓氢氟酸（HF）中对多孔硅进行阳极刻蚀。

02在超过400摄氏度的非氧化环境中对多孔硅进行烧结。

03利用烧结后的多孔硅作为单晶种层进行外延生长。

这一创新工艺实现了与CMOS完全兼容的高质量单晶硅膜片生产，进一步提高了MEMS器件的性能和制造效率。

从博世工艺到APSM工艺，博世以其卓越的研发能力和持续的技术创新，推动了MEMS制造技术的发展。博世工艺的成功不仅为MEMS器件的小型化和高精度奠定了基础，也展示了博世在开放合作和技术共享方面的行业领导力。在未来，博世仍将致力于在MEMS制造领域开拓更多可能性，为现代科技的发展贡献更多智慧。