MEMS（微机电系统）薄膜沉积工艺是连接微米级结构设计与器件性能的关键环节。Yole 数据显示，2023 年全球 MEMS 市场规模达 190 亿美元，其中薄膜沉积设备投资占比超 25%，其技术优劣直接影响加速度计、陀螺仪等器件的灵敏度与可靠性。

MEMS 薄膜可分为三大类：

1. 结构层：如多晶硅、氮化硅，用于构建悬臂梁、桥膜等机械结构，厚度均匀性误差需＜1.5%，应力控制在 ±30MPa 以内；

2. 功能层：如压电薄膜（AlN、PZT）、磁性薄膜（NiFe），用于实现能量转换，压电常数需＞5pm/V，磁矫顽力＜100Oe；

3. 封装层：如二氧化硅、氮化硅，用于保护器件，气体渗透率＜1×10^-12 cm³/(cm²・s・Pa)。

在 MEMS 麦克风中，AlN 压电薄膜的沉积是核心技术。国产厂商通过优化溅射功率（100-300W）与氮气流量（50-150sccm），使 AlN 薄膜的 c 轴取向度从 85% 提升至 95%，压电常数达 6.5pm/V，较进口设备提升 10%。某国产 MEMS 厂商采用该工艺的麦克风灵敏度达 - 26dBFS，噪声底噪＜20dBA，性能接近博世水平。

在加速度计的多晶硅结构层沉积中，LPCVD 工艺面临深宽比（＞10:1）结构的保形性难题。国产厂商引入 “脉冲式气体注入” 技术，通过交替通入硅烷与氮气，使多晶硅在深沟槽中的保形性误差从 15% 降至 5%，刻蚀后结构完整率从 80% 提升至 95%，良率提升显著。

国产厂商正构建 “设备 - 材料 - 器件” 协同创新体系。某国产 PECVD 设备厂商与压电材料供应商合作，开发出 AlN 薄膜的 “沉积 - 退火一体化” 工艺，将压电常数提升 15% 的同时，使工艺周期缩短 30%。2023 年该工艺已用于歌尔股份的 VR 传感器量产线，单条产线年产能达 1 亿颗，成本较进口方案降低 25%。

结语：MEMS 薄膜沉积是一场 “微米级的精密舞蹈”，每一层薄膜的原子排列都决定着器件的性能极限。国产厂商通过工艺创新与生态协同，正在打破海外厂商的技术垄断，让中国 “芯” 在传感器领域拥有更多话语权。

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MEMS 薄膜沉积：压电薄膜到结构层，微机电系统的薄膜技术壁垒