基于MATLAB的硅各向异性腐蚀过程模拟

根据硅各向异性腐蚀特点,在硅各向异性腐蚀速率图基础上,提出算法,利用数学软件MATLAB模拟了几种简单掩膜图形的腐蚀过程.程序从二维掩膜描述出发,找到相关晶面,产生动态的三维几何结构的输出.并推导出凸角补偿时补偿条的相关尺寸.其结果对MEMS加工有一定参考价值.     

硅各向异性腐蚀速率图的模拟

利用数学软件 MATLAB,对三维中的向量进行插值计算。根据硅各向异性腐蚀特点 ,构造出了一个完整的硅各向异性腐蚀速率图。模拟结果与已有的实验数据进行了比较 ,说明这种方法可以用来模拟硅各向异性腐蚀速率     

硅各向异性腐蚀的原子级模拟

应用原子级模型中的随机CA算法,针对硅材料和具体的工艺特点,构造了相应的函数,并在此基础上编制了应用软件--SSAE.该软件可独立运行,能够模拟出硅在KOH中不同腐蚀条件下腐蚀的过程和结果,并且克服了其他采用原子级模型的模拟软件中常出现的边界模糊等缺点.该结果与其他软件和实验结果相比,较为一致,并且该软件具有占用系统资源少、运行时间快等优点,具有一定的实用价值.     

硅各向异性腐蚀的原子级模拟

应用原子级模型中的随机CA算法，针对硅材料和具体的工艺特点，构造了相应的函数，并在此基础上编制了应用软件——SSAE．该软件可独立运行，能够模拟出硅在KOH中不同腐蚀条件下腐蚀的过程和结果，并且克服了其他采用原子级模型的模拟软件中常出现的边界模糊等缺点．该结果与其他软件和实验结果相比，较为一致，并且该软件具有占用系统资源少、运行时间快等优点，具有一定的实用价值．     

测定硅各向异性腐蚀速率分布的新方法

介绍了一种测定硅各向异性腐蚀速率分布的新方法.硅各向异性腐蚀速率三维分布可由一系列晶面上的二维腐蚀速率分布表示.利用深反应离子刻蚀技术(DRIE)在{0mn}硅片上制作出侧壁垂直于硅片表面的矩形槽,测量槽宽度在腐蚀前后的变化,就可测定各{0mn}面上的二维腐蚀速率分布.将二维腐蚀速率分布组合在一起就得到了三维腐蚀速率分布.由于DRIE制作的垂直侧壁深度大,可耐受较长时间的各向异性腐蚀,所以只需使用一般的显微镜就能得到准确的结果.实验得到了40%KOH和25%TMAH中{n10}和{n11}晶面的腐蚀速率分布数据     

用硅的各向异性腐蚀工艺制备发射硅尖阵列

本文介绍了真空微电子器件场发射阴极硅尖阵列的制备工艺技术。采用硅的各向异性腐蚀工艺和氧化削尖技术制成了形状和发射性能均较好的硅尖阵列，测试结果表明，起始发射电压为５～６Ｖ，发射电流在阳极电压为２０Ｖ时为０．５ｍＡ，反向击穿电压为７５Ｖ。     

硅各向异性腐蚀的微小谐振器的研制

研究了一种利用硅微结构直接作为模具制作微小固体染料激光器谐振腔。它采用了硅的深层反应离子刻蚀技术(deepRIE)并结合硅的各向异性腐蚀技术(EPW),由于EPW对〈110〉面有仅次于〈111〉面的腐蚀速率,可制造出具有光学镜面的侧壁面的硅模具。利用此模具可制成出四角形环型PMMA固态染料微小谐振腔。利用激光染料若丹明6G掺杂的聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA),在调QNd:YAG自倍频激光532nm泵浦下,得到590nm波长附近的激光输出。     

Ar离子激光增强硅各向异性腐蚀速率的研究

研究了Ａｒ离子激光器与硅各向异性腐蚀技术相结合制造硅杯的方法。结果表明，激光照射能增强浸于ＫＯＨ溶液中硅的化学腐蚀速率，在入射光强为４．６Ｗ，ＫＯＨ溶液浓度为０．２２ｍｏｌ，温度为９０℃的条件下，得到＜１００＞硅的腐蚀速率为２１μｍ／ｍｉｎ，是无激光照射时硅各向异性腐蚀速率的多倍。进而讨论了硅在ＫＯＨ溶液中腐蚀速率对激光光强的依赖关系以及实验温度对腐蚀速率的影响问题。     

基于硅各向异性腐蚀的非球面微光学元件的制作

讨论了一种制作非球面微光学元件的新方法.此方法的关键步骤是将(100)硅在KOH∶H2O中的两步各向异性腐蚀.首先在硅衬底的掩模上开一组圆孔,圆孔的尺寸与最终的轮廓相对应.通过在硅衬底上腐蚀出一组凹球面状的微结构,一定的轮廓可以由一组这样的凹球面拼接而成.用这种方法可以简单高效地制作出很多用常规工艺难以加工的非球面、不规则的微光学元件.建立了描述此方法的模型,并进行了讨论分析.     

测定硅各向异性腐蚀速率分布的新方法

介绍了一种测定硅各向异性腐蚀速率分布的新方法.硅各向异性腐蚀速率三维分布可由一系列晶面上的二维腐蚀速率分布表示.利用深反应离子刻蚀技术(DRIE)在{0mn}硅片上制作出侧壁垂直于硅片表面的矩形槽,测量槽宽度在腐蚀前后的变化,就可测定各{0mn}面上的二维腐蚀速率分布.将二维腐蚀速率分布组合在一起就得到了三维腐蚀速率分布.由于DRIE制作的垂直侧壁深度大,可耐受较长时间的各向异性腐蚀,所以只需使用一般的显微镜就能得到准确的结果.实验得到了40%KOH和25%TMAH中{n10}和{n11}晶面的腐蚀速率分布数据.     

元胞自动机方法模拟硅的各向异性腐蚀研究

随着计算机运算速度的提高及M EM S结构变得日渐复杂,元胞自动机(CA)方法逐渐在M EM S CAD方面显出优势。针对硅的各向异性腐蚀模拟,首先建立硅衬底表面元胞的腐蚀过程二维CA模型,然后推广为三维CA模型,从而建立了硅的各向异性腐蚀的连续CA模型。已有实验结果和理论分析证明了模型的效果。     

单晶硅各向异性腐蚀的微观动态模拟

根据单晶硅各向异性腐蚀的特点,以晶格内部原子键密度为主要因素,温度、腐蚀液浓度等环境因素为校正因子,建立了一个新颖的硅各向异性腐蚀的计算机模拟模型。在VC++开发环境下利用OpenGL技术,实现了硅各向异性腐蚀过程的三维微观动态模拟,为深刻理解硅的各向异性腐蚀过程提供了直观的界面。     

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。     

单晶硅各向异性湿法刻蚀的研究进展

单晶硅各向异性湿法刻蚀是制作硅基微电子机械系统(MEMS)器件的重要步骤之一,由于具有刻蚀均匀性好、批量大、成本低的优点而深受关注。首先回顾了单晶硅各向异性湿法刻蚀的刻蚀机理,比较了三种常用各向异性刻蚀液的刻蚀性质,讨论了刻蚀形状的控制技术。然后着重介绍了表面活性剂修饰的单晶硅各向异性湿法刻蚀速率和刻蚀表面光滑度等特性,以及面向MEMS应用的基于该刻蚀技术的各种微纳新结构;分析了表面活性剂分子在刻蚀过程中的作用,强调了表面活性剂分子在单晶硅表面的吸附性对改变刻蚀表面的物理性质的重要性。最后在此基础上,归纳了单晶硅各向异性湿法刻蚀的发展情况,探讨了其未来的发展方向。     

基于元胞自动机理论的硅各向异性腐蚀模型

根据硅各向异性腐蚀在微观尺度下的特点，基于元胞自动机理论提出了新的腐蚀模拟模型．该模型考虑了腐蚀过程中硅不同晶面的晶体结构特点，并通过引入碰撞理论，综合反映了腐蚀温度和浓度对腐蚀的影响作用．该模型可快速准确地模拟分析各向异性腐蚀工艺过程，对优化工艺有着理论指导作用．     

硅在KOH中各向异性腐蚀的物理模型

针对硅在KOH中的各向异性腐蚀提出了一个新的物理模型.此模型从微观角度出发,根据实际的腐蚀化学反应过程确定了若干微观状态,提出了反映腐蚀特性的若干微观参数.将腐蚀温度、浓度等对腐蚀速率的影响也反映了进去.计算结果与实验结果进行了对比,表明此模型在解释硅在KOH中各向异性腐蚀特性等方面具有一定的合理性.     

KOH各向异性腐蚀中预处理对硅表面粗糙度的影响

通过实验研究表明:不同预处理方法对KOH腐蚀后硅片表面粗糙度的影响不同,分别用35℃的BOE(7:1氟化铵腐蚀液)、常温BOE、10:1 HF、50:1 HF含HF成分的腐蚀液对硅片进行预处理,再和未做预处理的硅片在同等条件下进行KOH腐蚀,实验结果发现预处理后硅片表面粗糙度比未做处理的硅片表面粗糙度增加约1 nm左右,即经过含HF成分的腐蚀液预处理后的硅片再进行KOH腐蚀,其表面粗糙度将变差.