（100）、（110）硅片湿法各向异性腐蚀特性研究

发布时间：2017-04-15 15:06

  本文关键词：（100）、（110）硅片湿法各向异性腐蚀特性研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】： 硅基湿法各向异性腐蚀被广泛的应用于MEMS的微结构制作中,例如用来形成膜片、悬臂梁、凹槽、台面等三维结构。在许多实际的应用当中控制腐蚀面的形貌是至关重要的,器件通常要求腐蚀表面光滑平整,无缺陷。另外对于各向异性腐蚀的研究有利于得到更复杂的MEMS微结构。 本文对BN303-30光刻胶展开光刻实验,不同的光刻胶厚度和烘培条件都会导致不同的光刻胶特性参数。实验显示在特定厚度的光刻胶情况下,由于曝光不足而形成针孔,造成光刻失败,而曝光时间过长也对光刻效果造成不良影响。对于光刻来讲具体工艺参数需要由实验来确定。 本文对硅材料的各向异性腐蚀机理及特性进行了探讨,并以此为基础进行了(100)、(110)硅片湿法各向异性腐蚀工艺研究。在KOH与IPA混合腐蚀液腐蚀系统中,由于IPA的加入,氢气泡可以快速的脱离硅表面,表面生成的硅酸盐与IPA分子形成可溶于水的络合物得以离开表面,使得硅表面的形貌得到改善。IPA分子与OH~-竞争硅(110)表面的特定位置,而吸附了IPA分子的位置原子的背键不再由于OH~-的作用而减弱,此点的反应暂时停止。此机制使(110)面在IPA加入后腐蚀速率V_(110)减小,实验通过IPA的加入利用V_(110)、V_(111)的关系得到了八面体凹槽结构。 KOH系统中1,6己二醇和乙醇的加入有利于硅酸盐颗粒和微氢气泡的脱离,硅(110)表面对于1,6己二醇和乙醇的吸附则十分有限,使得腐蚀的各向异性并没有明显增强。(110)硅表面得到了改善,并且在50%KOH浓度的情况下,表面最为光滑,为MEMS结构的制备提供了很好的光学表面。
【关键词】：MEMS 光刻 湿法工艺 各向异性腐蚀 醇类 (110)硅片
【学位授予单位】：武汉理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2008
【分类号】：TG174
【目录】：

• 中文摘要4-5
• Abstract5-6
• 目录6-8
• 第1章 绪论8-16
• 1.1 MEMS简介8-10
• 1.1.1 MEMS的概念和基本特征8-9
• 1.1.2 MEMS的研究和应用领域9-10
• 1.2 微结构加工技术10-14
• 1.2.1 MEMS的表面加工技术10-11
• 1.2.2 MEMS的体硅加工技术11-13
• 1.2.3 其他加工技术13-14
• 1.3 课题的背景及意义14-15
• 1.3.1 国内外研究现状14-15
• 1.3.2 MEMS应用前景及需要解决的问题15
• 1.4 课题的研究目的及主要内容15-16
• 第2章 硅基MEMS光刻工艺实验16-28
• 2.1 实验设备及原材料16
• 2.2 硅基片清洗16-17
• 2.3 热氧化17-20
• 2.3.1 SiO_2性能概述17-18
• 2.3.2 SiO_2热氧化原理18-19
• 2.3.3 SiO_2膜制备19-20
• 2.4 硅基片的光刻20-27
• 2.4.1 光刻工艺流程21-23
• 2.4.2 光刻工艺实验分析23-27
• 2.5 本章小节27-28
• 第3章 硅湿法化学腐蚀机理及工艺研究28-50
• 3.1 硅腐蚀湿法技术概述28-30
• 3.1.1 各向同性腐蚀28-29
• 3.1.2 各向异性腐蚀29-30
• 3.2 单晶硅晶体结构30-32
• 3.3 腐蚀模型32-37
• 3.3.1 原子晶格结构腐蚀模型32-33
• 3.3.2 碰撞理论模型33-34
• 3.3.3 以能带论和电化学理论为基础的模型34-36
• 3.3.4 晶体生长理论的模型36-37
• 3.4 硅基腐蚀工艺研究37-48
• 3.4.1 实验设备与原料37-38
• 3.4.2 (110)硅片腐蚀特性研究38-44
• 3.4.3 (100)硅片腐蚀特性研究44-47
• 3.4.4 MEMS微结构阵列的制备47-48
• 3.5 本章小结48-50
• 第4章 结论50-51
• 参考文献51-54
• 致谢54-55
• 附录 攻读硕士学位期间拟发表的论文55

【引证文献】

中国期刊全文数据库 前1条

1 倪烨;戴强;张怀武;钟智勇;于奇;;MEMS中硅湿法深槽刻蚀工艺的研究[J];材料导报;2011年08期

中国硕士学位论文全文数据库 前5条

1 郭正宇;黑硅材料的制备及特性研究[D];电子科技大学;2010年

2 陈骄;硅的各向异性湿法腐蚀工艺及其在微纳结构中的应用研究[D];国防科学技术大学;2010年

3 张卓;基于TSV的MEMS圆片级真空封装关键技术的研究[D];华中科技大学;2011年

4 宋志成;具有本征非晶硅层的异质结太阳能电池的研究[D];华中科技大学;2009年

5 李国栋;有机气相喷涂技术研究[D];电子科技大学;2012年

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本文编号：308642