在MEMS(微机电系统)、功率器件、生物芯片等领域,深硅刻蚀技术通过对硅材料进行高精度纵深加工,成为构建三维微纳结构的“核心雕刻工具”,其应用覆盖从微米级到纳米级的复杂结构制备。
MEMS器件制造是深硅刻蚀的典型应用领域。在加速度传感器生产中,采用感应耦合等离子体(ICP)刻蚀技术,在硅片上刻蚀出深度达50-200μm的梳齿结构,刻蚀垂直度偏差小于1°,确保器件在加速度变化时的电容变化线性度;微型陀螺仪的振动腔体则通过博世工艺实现周期性刻蚀与钝化,形成侧壁光滑的深槽,深宽比可达50:1,满足高频振动时的结构稳定性要求。

功率半导体器件中,深硅刻蚀用于构建垂直导电通道。在IGBT(绝缘栅双极型晶体管)制造中,通过深硅刻蚀在硅片上形成深度100-300μm的沟槽,再填充绝缘材料,实现器件的高压隔离,使击穿电压提升至1200V以上,满足新能源汽车逆变器的高压需求;第三代半导体的SiC基器件则依赖反应离子刻蚀(RIE)系统,刻蚀出深度5-20μm的栅极沟槽,提升器件的开关速度与散热性能。
生物芯片领域,深硅刻蚀助力微流控芯片的功能实现。通过刻蚀深度10-50μm的微通道网络,模拟人体血管或组织液流动环境,用于药物筛选时可精准控制试剂流量(低至纳升/分钟);细胞培养芯片中的微柱阵列结构,通过深硅刻蚀形成直径5μm、间距10μm的柱状凸起,为细胞提供三维生长支架,便于观察细胞间的相互作用。此外,深硅刻蚀在光通信器件中用于制备硅基波导,通过刻蚀出宽度200-500nm的波导结构,实现光信号的高效传输与调制,推动光模块向小型化、高密度方向发展。