TMAH溶液中的(110)硅各向异性湿法腐蚀及其在不同添加剂下的腐蚀特性研究

研究了TMAH溶液中(110)硅片在不同几何形状掩膜窗口下的各向异性湿法腐蚀行为,探讨了(110)硅在TMAH与不同添加剂(过硫酸铵、异丙醇等)构成的腐蚀系统下的腐蚀特性.利用场发射扫描电子显微镜(SEM)观测(110)硅的腐蚀坑腔结构,利用扫描探针显微镜(SPM)测量(110)硅腐蚀的表面粗糙度.结果表明:(110)...     

微喷口阵列的TMAH“两步法”制备工艺

为了高效经济地实现单晶硅喷口阵列的批量加工,通过大量实验,研究了TMAH溶液在不同浓度、温度、刻蚀时间以及添加剂过硫酸铵的添加量和添加方式等对单晶硅刻蚀结果的影响规律,得到了"两步法"的优化刻蚀工艺:第1步在低浓度、高温度下进行高速刻蚀;第2步降低刻蚀温度,同时添加过硫酸铵,进行表面修饰,降低粗糙度。该工艺具有操作简便、经济高效的特点,结合该工艺已成功制备出高质量的固体化学微推进器喷口阵列。     

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。     

石英湿法腐蚀及侧壁晶棱修平工艺研究

以石英陀螺的微结构为研究对象,对石英的湿法腐蚀规律进行研究.选用500 μn厚Z切向石英片,蒸镀10 nm厚Cr膜和200 nm厚金膜作为掩模层,选用40%氢氟酸和40%氟化铵的1:1混合溶液作为腐蚀液.通过在不同温度下的腐蚀试验,表明腐蚀速率随温度增加而增大,温度过低腐蚀过慢影响腐蚀效率,温度过高使石英侧壁表面粗糙度增加.经过试验摸索,在70℃下腐蚀,可获得表面质量较好的石英微结构.石英在湿法腐蚀中结构侧壁会产生两级晶棱,根据侧壁主要晶面的腐蚀速率,计算出修平侧壁两级晶棱所需时间分别为8h和27h,经过试验验证,在预计时间内,石英侧壁晶棱基本修平.     

肼对硅片的各向异性腐蚀技术研究

采用肼水溶液在各种条件下对硅片进行腐蚀 ,通过分析与腐蚀速率有关的因素 ,即改变腐蚀溶液温度和肼的质量分数 ,来提高腐蚀速率。整个实验过程实质就是寻求最佳腐蚀工艺条件 ,从而提高硅片的表面质量。     

基于金硅原电池保护电容加速度计的制作

提出并实现了一种利用SoI结合金硅原电池保护和反熔丝制作电容式加速度计的新工艺方法。该工艺用SoI顶层硅制作梁和上电极,用衬底制作质量块。采用DRIE从正面刻蚀形成释放孔,TMAH腐蚀实现质量块的释放,在TMAH腐蚀过程中利用金硅原电池保护实现梁和表面极板的保护。在TMAH腐蚀完成前,反镕丝保持断开状态,腐蚀完成后,击穿反镕丝形成导通状态。通过测量金和硅的极化曲线得到60℃25%TMAH中实现原电池保护的金硅面积比不小于5∶1。成功制作成电容式加速度计结构,释放前后梁宽度均在9.4～10μm范围内,表明原电池保护有效。击穿后反熔丝并联导通电阻为5～25 kΩ之间。     

PN结自致停精密腐蚀的研究

本文系统地研究了p-n结自致停精密腐蚀时的J-V特性，腐蚀自致停时电流变化的性状和实现这种精密腐蚀的关键工艺，同时也探讨了这种自致停腐蚀样品表面粗糙度、腐蚀速率与工艺参数及其他条件的关系，目的在使其能成为一种实用化的技术。p-n结自致停腐蚀克服了p^ 自致停腐蚀的缺点，且又保持了硅各向异性腐蚀的特性。     

四甲基氢氧化铵：异丙醇：水系统对硅的各向异性腐蚀

本文研究了在25%的四甲基氢氧化铵水溶液(TMAHW)中加入异丙醇(IPA)构成的腐蚀系统对硅的各向异性腐蚀特性.研究发现:在异丙醇含量从0%到80%体积比的广大范围内,溶液对硅均有显著的腐蚀作用,且表面质量比纯TMAHW的更好.实验给出了腐蚀速率、削角比和各向异性比R_(100)/R_(111)等参数与IPA含量的关系,结果表明:50%体积IPA与50%体积TMAHW构成的溶液存在腐蚀速率的极大值、削角的极小值和最大的各向异性比及R_(100)/R_(111).因之按此比例配制的新腐蚀液具有表面质量好,与MOS工艺相容以及低成本的优点.     

有机溶剂在P型宏多孔硅电化学腐蚀中的应用研究

近年来,多孔硅以其良好的光学、热学、电学以及机械特性使其在微传感器技术领域得到广泛的应用,电化学腐蚀多孔硅的各种方法与原理引起越来越多的关注。研究了P型硅的电化学腐蚀过程中,在腐蚀溶液中使用有机溶剂对多孔硅的制备、速率、成孔机理等方面的影响。研究发现,在分别使用有机溶剂二甲基甲酰胺(DMF)和二甲基亚砜(DMSO)的氢氟酸(HF)腐蚀溶液中,可以制备出孔壁光滑、具有高深宽比的高质量P型宏多孔硅,并发现了一种快速腐蚀P型宏多孔硅的方法,得到高达1900μm/h的腐蚀速率,这有助于提高多孔硅在微传感器批量化生产应用中的效率。在涌流模型基础上,分析了有机溶剂的氧化性和质子(H)提供能力,以及在P型多孔硅快速腐蚀过程中的作用。     

基于复合静电驱动结构的硅微机械扭转微镜

为了改善硅微机械扭转微镜的机电耦合特性,降低器件的驱动电压并提高其工作可靠性,提出了几种新颖的基于复合静电驱动结构的硅微机械扭转微镜.提出的硅微机械扭转微镜将垂直扭转梳齿静电驱动结构、侧壁平行板电容静电驱动结构有机结合,实现了两种静电驱动方式的复合驱动,同时设计了内外双镜面结构,通过内外双镜面结构,实现了微镜的差动复合驱动,理论分析、模拟仿真与测试结果表明,通过上述两个方面新颖的设计,新结构显著降低了器件的驱动电压.同时为了提高器件的工作可靠性,在设计折叠梁柔性支撑结构时,将梁的不同位置设计成不同的厚度,对于硅微机械扭转微镜扭转过程中容易疲劳的梁部分加大了其厚度,从而在不影响器件扭转性能的前提下,明显提高了器件的可靠性.利用有限元方法对器件的力学特性和机电耦合特性进行了系统的仿真,获得了影响器件机电特性的关键结构参数.器件基于SOI晶片,采用表面硅工艺与体硅工艺相结合的方式加工制造,采用SOI晶片显著降低了微镜镜面的表面粗糙度,提高了其光反射能力.最后利用原子力显微镜对微镜镜面的表面粗糙度进行了测量和分析,实验结果表面微镜表面具有16nm的表面粗糙度,完全可以满足光学应用的需要.