蚀刻的种类

日期:2020-02-05编辑作者:仪器仪表

图1: 生成的基体横截面示意图, 完美各向异性的侵蚀,一个完全各向同性的侵蚀,一个湿蚀刻的各向异性腐蚀剂

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通过扫描电镜成像观察不同的微结构 通过调整一些蚀刻参数,例如时间和KOH浓度,可以制作出不同形状的微结构。 在第一种情况下,温度影响到微金字塔的高度和墙壁结构。通过改变浓度,微观结构的形状从正方形变为八角形,方角变为了圆形。

各向同性蚀刻时,不仅从掩模窗口往下的部分、连旁边的部分也以相同速度被蚀刻,因此,掩模的正下方会被挖掉。去除牺牲层时会采用这种方法。 各向异性蚀刻在希望只沿某个方向进行蚀刻时采用。湿式蚀刻利用了蚀刻速度的结晶各向异性。干式蚀刻时,由于是垂直发射离子,因而仅能对垂直方向进行蚀刻。

氢氧化钾蚀刻 是制造微型器件的一个重要工艺,用于从硅片上去除材料。选择性地蚀刻硅片的某些部分,用一层二氧化硅或掩膜来保护剩下的部分。然而,残留物的存在成为这种技术的一个缺点,因为它会对器件的制造过程产生负面影响。在这篇博客中,我们提出了一种利用蚀刻残留物的方法,将其作为后续蚀刻的掩膜,以制造两层微结构。我们还提供了如何有效地利用扫描电镜SEM对这些微结构进行成像的例子。 KOH化学硅蚀刻技术美高梅正规网址, 蚀刻是微加工中一个非常重要和关键的过程,在此过程中,材料通过蚀刻剂在硅片表面进行化学去除。蚀刻有两种: 湿蚀刻,蚀刻剂是液体,和干蚀刻,蚀刻剂是等离子体。干蚀刻是各向异性的,因此在蚀刻材料中形成垂直侧壁,如图1a所示。在另一方面,湿蚀刻剂通常是各向同性,这意味着蚀刻在各个方向都是均匀的,产生圆壁和削弱效果,如图1b所示。 KOH是一种液相蚀刻剂,在晶体平面上是各向异性的。因此,它对硅片的晶体取向很敏感,产生梯形截面腔,如图1c所示。KOH蚀刻的主要缺点之一是残留物的沉积,这是由蚀刻剂和被移出材料之间的相互作用所造成的: 是这项技术最薄弱的一点。

蚀刻是MEMS制造过程中使用的基本重要技术。蚀刻利用了掩模材料与基底材料的蚀刻速度差。因此,实际的MEMS制造工艺往往组合使用多种材料。蚀刻可分为湿式工艺及干式工艺,这两种工艺又分别有各向同性蚀刻与各向异性蚀刻之分。 进行蚀刻时,如果能直接将保护膜用作掩模当然最好,但根据蚀刻液及蚀刻气体的不同,有机物保护膜经常会被蚀毁。这种情况下,可暂时在基底上制作例如二氧化硅层,借助保护膜在二氧化硅层上制作图案,然后将二氧化硅的图案作为掩模。 蚀刻可分为采用液体的湿式蚀刻、及采用反应性气体的干式蚀刻。二者又分别有各向同性蚀刻与各向异性蚀刻两种之分。

图3: 通过 SEM 对在不同时间段KOH 蚀刻用残馀层作为掩模的成像

图1湿式蚀刻及干式蚀刻

从图2、图3和图4中可以看出,扫描电镜 非常适合对微观结构进行成像。它有助于了解单个因素及其在整个蚀刻过程中的影响,从而有助于构建微结构的形状和尺寸。在全球范围内,SEM提供了一种强大的方法来获得视觉表征,并通过调整制造技术的参数 ,来证明微结构的质量差异性。

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