硅在KOH 溶液和EPW 中 各向异性腐蚀的异同

本文在文献(1~5)的基础上,进一步应用碰撞理论研究了硅在KOH溶液和EPW中各向异性腐蚀的机理,并给出了硅在这两种腐蚀液中各向异性腐蚀速率的实验结果.     

TMAH腐蚀液制作硅微结构的研究

通过各向异性腐蚀硅微结构工艺,研究了四甲基氢氧化铵(TMAH)腐蚀液的特性,包括硅(100)晶面腐蚀速率与TAMH溶液浓度、温度、pH值以及过硫酸铵添加剂的关系,并采用原子力显微镜研究了不同腐蚀条件下硅的表面形貌,研究表明:随TMAH溶液的浓度的降低和腐蚀温度的提高,腐蚀速率提高,硅腔的表面粗糙度增大;过硫酸铵添加剂明显改善了硅微腔的表面平整度.本研究所确定的最佳腐蚀工艺条件为:溶液中TMAH浓度为25%,过硫酸铵添加剂浓度为3%,腐蚀温度80℃.在此工艺条件下腐蚀出了深度为230 μm、表面粗糙度小于50 nm的硅微腔.     

微型双岛硅膜制作中的削角补偿方法研究

针对微型双岛硅膜制作中的凸角削角腐蚀问题，提出了一种新的削角补偿方法一“两端矩形补偿法”，并在感压膜尺寸仅为０．７２ｍｍ×１ｍｍ的双岛硅膜制作中获得成功。     

硅(100)晶面各向异性腐蚀的凸角补偿方法

针对单晶硅(100)晶面在氢氧化钾(KOH)腐蚀液中各向异性腐蚀时的削角问题,进行了一项凸角补偿实验。通过不同尺寸与形状组合的〈110〉条形补偿结构,对长方形凸台进行补偿,最终获取具有期望效果的补偿结构。该方法应用于压力传感器芯片的过载保护结构设计。     

无掩模腐蚀下的凸角削角及补偿研究

在使用无掩模腐蚀制作硅微机械结构时，其结构凸角的削角特性有地常规有掩模腐蚀时的情况。本文通过分析和实验，研究了该情况下凸角削角尺寸的变化规律和特点，并给出了对其进行补偿的原则和方法。     

用<111>硅的自停止腐蚀方法制作硅膜

利用各向异性腐蚀和键合工艺,提出了一种新的自停止腐蚀方法,该方法可以得到大于1μm厚的均匀硅膜,可用于微传感器研制。     

硅各向异性腐蚀技术研究

针对两种补偿结构探讨了硅的凸角腐蚀补偿原理,设计了补偿版图,并在KOH腐蚀液中进行实验验证,获得了好的直角凸面补偿效果。     

用阳极氧化腐蚀工艺生产硅膜压力传感器

为了减少压力灵敏度偏差,已用阳极氧化自停腐蚀工艺制造了硅膜压力传感器。在肼水溶液中采用自停腐蚀工艺,精确地控制了膜的厚度。p型压阻元件是用硼离子注入在(100)晶向的n型外延层上制造的,在n/p硅外延片的n型层上加5V正电压,则厚的p型衬底就被腐蚀掉,腐蚀停止后,一层薄的n型膜被留下了。膜的尺寸为1mm×1mm,厚度是20±2μm,晶片之间的压力灵敏度偏差小于20％。     

基于BOE硅腐蚀现象的硅纳米线制作

介绍一种硅纳米线制作方法.在SOI顶层硅上制作硅纳米梁,通过离子注入形成pnp结构,利用新发现的没有特殊光照时BOE溶液腐蚀pn结n型区域现象,结合BOE溶液氧化硅腐蚀,实现硅纳米线制作.制作完全采用传统MEMS工艺,具有工艺简单,成本低,可控,可靠性好,可批量制作等优点.利用该方法制作出了厚50 nm,宽100 nm的单晶硅纳米线,制作的纳米线可用于一维纳米结构电学性能研究、谐振器研究等.     

圆形振动膜硅微电容传声器

硅微传声器是一种用MEMS技术制造的、将声信号转换为电信号的声学传感器.该传声器只需五次光刻工艺即可制作完成,其灵敏度在偏置电压为9V时可达15mV/Pa左右,在100Hz～18kHz的范围内的频率响应也较平坦.     

一种新颖的基于离子束刻蚀的纳米沟道制备技术

研究了一种新颖的基于MEMS工艺中离子束刻蚀的纳米沟道制备技术,通过研究离子束刻蚀微米级线条时,离子束刻蚀角度与刻蚀的轮廓形状之间的关系,在2μm线条内刻蚀出纳米沟道所需要的掩模图形,并结合KOH的各向异性腐蚀,成功获得了纳米沟道阵列.在两种不同的离子束刻蚀条件下,在2 μm图形内分别制备出单纳米沟道和双纳米沟道,最小宽度可达440 nm.     

二氧化硅的干法刻蚀工艺研究

主要研究了二氧化硅的干法刻蚀工艺.运用反应离子刻蚀设备(RIE150×4)进行了一系列的刻蚀实验,采用不同的工艺条件对二氧化硅进行选择刻蚀工艺研究,得出了不同工艺条件对应的刻蚀速率、均匀性、选择比等刻蚀参数,并对结果进行了比较与分析,得到了相对最佳的工艺条件.     

Pyrex玻璃的ICP刻蚀技术研究

以SF6/Ar为刻蚀气体,采用感应耦合等离子体(ICP)刻蚀Pyrex玻璃,研究气体流量、射频功率对刻蚀速率及刻蚀面粗糙度的影响.采用正交实验方法找出优化的实验参数,得到Pyrex玻璃刻蚀速率为106.8 nm/min,表面粗糙度为Ra=5.483 nm,实验发现增加自偏压是提高刻蚀速率、减小刻蚀面粗糙度的有效方法.     

Deep Vertical Etching of Silicon Wafers Using a Hydrogenation-Assisted Reactive Ion Etching

A novel hydrogenation-assisted deep reactive ion etching of silicon is reported. The process uses sequential hydrogen-assisted passivation and plasma etching at low-density plasma powers to stimulate the vertical removal of the exposed Si substrate. The main feature of this technique is the sequential alternation of the electrodes while switching between different gases. Three-dimensional structures with aspect ratios in excess of 40:1 and features as small as 0.7 mum have been realized. The net etch rate is about 0.25 mum/min, although higher rates are expected to be achievable.     

MEMS固体微推进器中Cr薄膜点火电阻的研究

点火电路是MEMS固体化学微推进器中最重要的组成部分,其点火电压的大小及点火可靠性则主要取决于点火电阻.国内外均采用多晶硅(polysilicon)或贵金属铂(Pt)作为点火电阻材料,所制备出来的点火电阻的阻值都比较大,需要的点火电压较高(40 V以上),而且点火可靠性不高,难以满足固体微推进器的使用要求.本文首次采用金属铬(Cr)作为点火电阻材料,设计了具有高可靠性的并联点火电阻图形,通过磁控溅射镀膜、光刻以及Cr的湿法腐蚀工艺制备出了Cr薄膜点火电阻,并在20伏左右的低电压下成功地实现了常规火药黑索金的点火,为低点火电压、低成本、高可靠性的点火电路的制备提供了一条有效的技术途径.     

高选择性的SiO2/Si干法腐蚀工艺

高选择性的二氧化硅对单晶硅及多晶硅的干法腐蚀工艺在半导体加工领域占有重要地位，本文通过大量实验研究出了一种以CHF3和SF6作为主要进给气体，通过调节CHF3和SF6的流量来相应地控制等离子体中有效的F：C比率从而实现较高的腐蚀选择比或较高的腐蚀速率、两步法腐蚀引线孔的反应离子刻蚀工艺。     

MEMS悬浮结构深反应离子刻蚀保护方法对比研究

分别对基于硅玻键合与硅硅键合的MEMS加工工艺中悬浮结构深反应离子刻蚀保护方法进行对比研究,获得最佳结构刻蚀保护方法。基于硅玻键合工艺的最佳刻蚀保护方法：在结构层背面溅射金属作为保护层;基于硅硅键合工艺的最佳刻蚀保护方法：将结构刻通区域衬底硅暴露及结构层背面制作图形化的SiO2保护层相结合的方式保护。结构保护后,经长时间过刻蚀,结构依然完整无损。     

气压传感器中保护材料硅凝胶的优化设计

在实际生产中,芯片保护材料的选择和厚度的设计是气体压力传感器封装中的重要问题.本文讨论了芯片保护材料硅凝胶在热循环过程中对压力芯片性能的影响,把膜片上最大等效应力作为优化设计的目标函数,研究了硅凝胶的厚度和与膜片上最大Von Mise应力之间的关系.     

采用TMAH 腐蚀液形成正方形硅杯的粗糙度 与腐蚀速率的研究与分析

TMAH是一种新型的、性能优异的各向异性腐蚀液。本文通过大量对比实验对TMAH腐蚀液用于 <10 0 >、<111>单晶Si片不同电阻率、不同晶向的样品研究了粗糙度和腐蚀速率 ,得出重要结论。此研究对正确使用TMAH腐蚀液有重要指导意义。