四甲基氢氧化铵在MEMS中的应用

通过各向异性腐蚀硅杯实验,研究了四甲基氢氧化铵（TMAH）腐蚀液的特性,包括硅（100）面腐蚀速率与溶液浓度、温度的关系,不同腐蚀条件下硅杯的表面状况,并确定了制作硅杯的最佳工艺条件。通过测试硅杯结构多晶硅压力传感器的输出特性,证明了TMAH确实是一种性能优良的各向异性腐蚀剂。     

TMAH+Triton中Si湿法腐蚀机理研究现状

在微机电系统(MEMS)领域硅各向异性湿法腐蚀是制作许多元器件的一项重要技术,加入非离子型表面活性剂的腐蚀液可以在硅基片上制作出各种形状,但是对于真正的腐蚀机理还有待进一步研究。介绍了硅湿法腐蚀机理的研究现状,通过不同腐蚀条件下得出的不同腐蚀结果分析其腐蚀机理。介绍了当非离子型表面活性剂加入碱性溶液时固体表面的活性剂吸附层结构,重点介绍了表面活性剂Triton X-100加入各向异性碱性腐蚀剂四甲基氢氧化铵(TMAH)后对活性剂吸附状态和硅腐蚀速率产生影响的根本原因。不同晶向硅表面的H基和OH基数量会影响其表面活性剂的吸附能力,硅在纯TMAH腐蚀液和加入活性剂Triton后的TMAH腐蚀液中的腐蚀速率存在一定差异,高质量分数的TMAH下加入不同体积分数的Triton时,不同晶面在活性剂吸附和腐蚀速率上也存在不同,给出了出现这些现象的机理分析。研究硅腐蚀机理可以为器件设计提供有效的理论支持,有助于制作更多新的MEMS结构。     

制造镍铬——铝薄膜电阻网络的一种新方法

<正> 制造镍铬薄膜电阻器通常是以金、铜或铝作为导体金属层的。目前选用两种腐蚀剂:一种是腐蚀镍铬薄膜,一种腐蚀导体薄膜。因为要用两种腐蚀剂,所以这种工艺在经济上是不合算的。而且在镍铬—铝薄膜电阻器的生产中,腐蚀镍铬膜用的腐蚀剂有一     

TMAH湿法腐蚀工艺制备微台面结构北大核心

针对目前四甲基氢氧化铵（TMAH）湿法腐蚀工艺制备微台面结构工艺可控性差、需要添加添加剂、溶液使用周期短及工艺维护繁琐、无法实现大尺寸晶圆工程化应用等问题,研究了无添加剂时,微台面的腐蚀形貌与TMAH溶液质量分数和循环速率之间的关系,提升了大尺寸晶圆凸角腐蚀尺寸的均匀性及表面质量,6英寸（1英寸=2.54 cm）硅晶圆内,凸角腐蚀尺寸不均匀性小于5%,台面高度不均匀性小于3%,且腔体底部平整光亮,腐蚀速率较快,实现了工程化应用。当TMAH溶液pH值为12.2-12.6时,微台面结构制备工艺稳定可控、维护简单,实现了高质量微台面结构的可批量化生产。     

等离子辅助刻蚀

引言在半导体器件制备工艺中,图形的形成如图1所示,首先在样品衬底上淀积一层薄膜,然后采用高分辨率并能抗腐蚀剂的光刻胶作掩膜,光刻产生一定的图案,最后选择合适的腐蚀剂进行选择腐蚀,把没有掩蔽部份腐蚀掉,这就是通常采用的湿法腐蚀工艺。由于湿法腐蚀有良好的选择性,腐蚀过程是一低温过程,没有辐射损伤,价格便宜,因此是目前广泛采用     

无氨氮化硅薄膜在MEMS硅腐蚀中的应用

研究了等离子体增强化学汽相淀积(PECVD)生长的无氨氮化硅薄膜作为掩蔽层在MEMS硅腐蚀工艺中的应用。比较了PECVD不同工艺条件(衬底温度和功率)以及不同四甲基氢氧化铵(TMAH)硅腐蚀液温度对无氨氮化硅薄膜硅腐蚀掩蔽效果的影响。通过优化无氨氮化硅薄膜生长条件和硅腐蚀液温度,得到了高质量的氮化硅薄膜,颗粒以及针孔密度较少,0.2μm以上颗粒度小于100,提高了硅腐蚀掩蔽选择比。实验结果显示优化生长条件的氮化硅薄膜(衬底温度350℃,功率30 W),在85℃的TMAH硅腐蚀液中,硅的腐蚀速率为68μm/h,氮化硅薄膜腐蚀速率为33.2 nm/h,硅与氮化硅的腐蚀选择比为2 048,满足MEMS体硅腐蚀工艺对于掩膜特性的要求。     

硅各向异性浅槽腐蚀实验研究

通过实验分析,对比了异丙醇(IPA)和超声波对Si(100)面在KOH溶液和四甲基氢氧化氨(TMAH)溶液中的浅槽腐蚀速率及其表面形态的影响。实验结果表明,IPA能降低TMAH溶液的腐蚀速率,但IPA在KOH溶液中腐蚀速率降低不明显;IPA加入到较高浓度的KOH溶液中,会在Si表面产生较大小丘,恶化了Si腐蚀表面的质量,但在TMAH溶液中加入一定量的IPA会改善腐蚀表面的质量;超声波能加快腐蚀速率并能改善Si腐蚀表面质量,但对于加入IPA的较高浓度KOH溶液,超声波未能消除Si腐蚀表面的小丘,另外,超声波还能减弱腐蚀过程中微尺寸沟槽的尺寸效应;在腐蚀条件和配比一定情况下,TMAH溶液的腐蚀质量比KOH溶液好。     

在等离子腐蚀中二氧化硅和硅的相对腐蚀速率的控制

等离子腐蚀对于半导体工艺来说是一种新的技术,在较低的成本下,根据成品率和分辨率的改进,这一技术可望有许多优点超过液体腐蚀方法。然而,按照所给出的相对腐蚀速率,选择可行的腐蚀剂是困难的,并限制其应用于某些材料上。迄今所采用的腐蚀剂对硅衬底上的二氧化硅膜腐蚀成窗口的情况是非常不利的。而在半导体工业上至今限制了等离子腐蚀的范围,这大概是主要的因素。本文的目的是报导这种技术的优点,它能大大抑制对硅的腐蚀,从而对硅和二氧化硅的相对腐蚀速率提供很好的控制。腐蚀工艺辉光放电等离子体通过一个用普通的泵抽气以维持工作压力在0.1和1乇之间的硼     

硅的各向异性腐蚀及其在SDB介质隔离技术中的应用

本文对硅的四种各向异性腐蚀剂的特点,腐蚀工艺条件和腐蚀效果进行了对比分析,选出了用以形成SDB介质隔离槽的最佳的腐蚀液和工艺。并讨论和分析了腐蚀槽的质量和影响质量的因素。最后指出了该工艺在SDB介质隔离岛形成中的一个应用。     

湿腐蚀法制备塑料光纤折射率传感器

为了获得高灵敏度的塑料光纤折射率传感器,提出了一种湿腐蚀制备塑料光纤传感器的方法。首先利用三氯甲烷和无水乙醇配制了塑料光纤腐蚀剂;接着研究了腐蚀剂浓度、温度对塑料光纤腐蚀速率及腐蚀后表面形貌的影响;然后研究了传感器经不同浓度和不同温度腐蚀剂腐蚀后的传输光谱特性;最后利用葡萄糖溶液测试了经过不同腐蚀条件腐蚀后的传感器灵敏度。实验结果表明,光纤的腐蚀速率随着腐蚀剂浓度和温度的升高而增大;光纤腐蚀后的表面形貌、光谱传输特性及传感器灵敏度受腐蚀条件影响显著;当腐蚀剂温度为20℃、浓度为70%时,可以获得光滑、干净的腐蚀光纤表面,此时传感器具有较好的光谱传输质量,同时传感器的灵敏度达到3.8[(RIU)]-1。     

RF MEMS工艺中牺牲层的去除方法研究

研究了MEMS开关聚酰亚胺牺牲层的去除，通过添加少许碳粉，能够减少刻蚀时间。讨论了在这种刻蚀情况下刻蚀温度和刻蚀时间之间的关系。此研究应用在表面微细加工工艺中，对MEMS加工具有重要的参考价值。该研究还可应用于RF MEMS开关、可调电容、高Q值悬臂电感、MOSFET等制造工艺中。     

聚酰亚胺在MEMS中的特性研究及应用

聚酰亚胺具有耐高温、耐腐蚀、绝缘性能好、化学性质稳定等特点,在MEMS工艺中有很广泛的应用前景,适于做牺牲层、绝缘层和平坦层等。在简要介绍聚酰亚胺的基础上,着重介绍聚酰亚胺在MEMS工艺中的特性、工艺流程及应用。     

砷化镓基毫米波MEMS开关表面工艺研究

研究了砷化镓基毫米波MEMS开关的表面工艺方法,包括MEMS开关的工艺流程中的牺牲层技术、结构层技术、触点技术、薄膜电阻技术。重点阐述了以光敏聚酰亚胺作牺牲层和以电镀金作结构层的工艺制作方法。形成了砷化镓RF MEMS开关表面工艺流程,制作出了RF MEMS开关样品。开关驱动电压为60 V,35 GHz时的插入损耗<0.2 dB,隔离度>18 dB。     

用于MEMS器件芯片级封装的金-硅键合技术研究

MEMS器件大都含有可动的硅结构 ,在器件加工过程中 ,特别是在封装过程中极易受损 ,大大影响器件的成品率。如果能在MEMS器件可动结构完成以后 ,加上一层封盖保护 ,可以显著提高器件的成品率和可靠性。本文提出了一种用于MEMS芯片封盖保护的金 硅键合新结构 ,实验证明此方法简单实用 ,效果良好。该技术与器件制造工艺兼容 ,键合温度低 ,有足够的键合强度 ,不损坏器件结构 ,实现了MEMS器件的芯片级封装。我们已经将此技术成功地应用于射流陀螺的制造工艺中     

MEMS结构在BOE中释放时气泡的产生与预防

微电子机械系统(MEMS)器件加工中,采用表面Si工艺和体Si工艺的混合工艺或MEMS SOI工艺,用SiO2的湿法腐蚀液缓冲氢氟酸(BOE)释放MEMS Si结构时将会出现一个新问题,阐述了该新问题的工作机理并给出可行的解决方法.以100 mm(4英寸)p型双面抛光Si片(100)替代MEMS器件Si结构,详细阐述了经过不同方法处理的Si片表面在不同温度下的BOE溶液以及加有表面活性剂的BOE溶液中是否产生气泡,并通过测量BOE溶液与Si片表面的接触角大小来衡量表面活性剂的效果.文章指出BOE溶液的温度、Si片表面的粗糙度以及表面活性剂的类型对气泡的产生具有很大的影响,同时指出阴性表面活性剂为抑制气泡产生的最佳表面活性剂.     

RF MEMS的关键技术与器件

文章介绍了RF MEMS的基本概念、基本特征与关键工艺技术。文章在介绍了RF-MEMS 元器件的基础上,对RF MEMS与MMIC进行了比较,分析了RF MEMS需解决的重点问题。最后对 RF MEMS的发展前景进行了展望。     

MEMS综合与设计优化

研究与探讨MEMS综合这一新技术。MEMS综合即是要实现MEMS的自动化设计与设计优化。分析MEMS综合与VLSI中的综合方法之间的区别之处。对比了现有的几种综合算法：MOGA多目标基因算法、SA模拟热退火算法以及特定目标方法。研究了国外现有的MEMS综合的过程、步骤与综合方法,结合实例说明了国外研究现状。     

Silicon Deep Etching Techniques for MEMS Devices

Silicon deep etching technique is the key tabrication step in the development of MEMS. The mask selectivity and the lateral etching control are the two primary factors that decide the result of deep etching process. These two factors are studied in this paper. The experimental results show that the higher selectivity can be gotten when F- gas is used as etching gas and A1 is introduced as mask layer. The lateral etching problems can be solved by adjusting the etching condition, such as increasing the RF power, changing the gas composition and flow volume of etching machine.     

MEMS压力传感器工艺可靠性测试评价

随着MEMS技术的飞速发展,可靠性问题逐渐成为MEMS器件在军事和商业中应用的重要阻碍。结合器件的工作环境,分别从高温、高温高湿、温度冲击、过电压、压力过载、温湿循环等环境负载方面探讨硅压阻式MEMS压力传感器的工艺可靠性问题。试验结果表明,环境负载后,圆片级器件特性参数基本无变化,而封装级器件特性参数有不同程度的漂移。参照工厂制定的工艺标准（<10%）,封装级器件测试数据可以有效监控MEM产品的工艺质量。     

高电容比射频/微波MEMS膜开关的理论分析和数值模拟

建立了一个MEMS膜开关电容比理论模型，由于这个模型比较全面地考虑了开关阈值电压、维持电压、偏置电压和介质膜内的电场强度等因素对电容比的影响，因而能较为正确地反映开关的电容特性。用数值方法计算了影响开关电容比的因素，并对计算结果进行了分析和讨论。提出了使用脉冲电压作为偏置电压可以使介质膜gj的厚度减少到50nm，从而使开关的电容比增加到3800。最后，讨论了实现高电容比MEMS膜开关的可行性。