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。     

硅尖的制备

隧道硅尖的制备是微机械隧道传感器制作的一个重要组成部分 ,通过对ICP刻蚀和湿法各向异性刻蚀工艺制备硅尖实验的研究 ,得到了合适的工艺条件以及较理想的硅尖     

硅尖的制备

隧道硅尖的制备是微机械隧道传感器制作的一个重要组成部分,通过对ICP刻蚀和湿法各向异性刻蚀工艺制备硅尖实验的研究,得到了合适的工艺条件以及较理想的硅尖.     

硅尖的制备

隧道硅尖的制备是微机械隧道传感器制作的一个重要组成部分，通过对ICP刻蚀和湿法各向异性刻蚀工艺制备硅尖实验的研究，得到了合适的工艺条件以及较理想的硅尖。     

硅尖的制备及应用

本文介绍了硅尖的制备及其在不同领域的应用。硅尖的制备方法可与现代IC工艺兼容且易削尖,故比其它材料微尖更实用。硅尖的应用随着制备工艺的改进与其它相关技术的进步必将得到新的开发。     

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     

硅场发射微尖阵列的制备工艺研究

主要阐述了用于场发射硅锥阵列的制备工艺,实验中在101.6mm(4in)的n型(100)晶向低阻硅片上氧化出一层厚度约为650nm的氧化层,再用投影曝光的方法光刻出边长2μm,间距4μm的方形掩膜。再分别使用反应离子刻蚀(RIE)技术和湿法刻蚀制备硅锥阵列,干法刻蚀并结合氧化削尖工艺得到了曲率半径为90nm左右且具有良好一致性的尖锥,湿法刻蚀同样得到较理想的结果。     

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     

含添加剂的各向异性腐蚀液中实现小掩膜下高硅尖的腐蚀

各向异性KOH溶液腐蚀硅尖具有简单、易于实现、成本低廉、(100)晶面腐蚀速率均匀等优点.然而在40%KOH溶液中削角速率和(100)晶面的腐蚀速率之比约为1.6~1.9,并且该比值随着KOH浓度的减小而增大.如此高的削角速率会给AFM探针的制作带来技术上的困难.而对腐蚀场发射器件和隧道式传感器的硅尖阵列来说,高的削角速率会减少单位面积内的硅尖数量.本文通过在氢氧化钾(KOH)或者四甲基氢氧化胺(TMAH)溶液中添加适当的添加剂(如异丙醇(IPA)、1,5戊二醇或碘)降低了削角速率,在较小直径的掩膜下腐蚀出高硅尖.实验结果还表明:在TMAH基腐蚀液中每个硅尖的八个快腐蚀面的削角速率几乎相等,硅尖直径偏差较KOH溶液中腐蚀的硅尖直径偏差更小,因此成品率得到了提高.     

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。     

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.     

Metropolis蒙特卡罗模拟湿法腐蚀算法研究及应用

探讨了Metropolis蒙特卡罗方法模拟硅微加工各向异性湿法腐蚀仿真算法.在台阶流动(step flow)模型上引入了腐蚀概率方程,确定了蒙特卡罗转移概率.通过对不同相位晶面(vicinal surface)在掩模下的腐蚀模拟对提出的方法进行了校验分析,解释了蒙特卡罗法处理复杂晶面的原理和过程.模拟测试中,仿真程序能正确地再现不同晶向腐蚀速率特性以及凸角腐蚀的结构形态,经过与目前报道的元胞自动机以及其他种类蒙特卡罗法比较分析,模型具有较高的仿真效率和结果精度.最后,该系统模拟一个实际的微加速度传感器设计中的凸角补偿问题,在震动岛块的掩模补偿设计中验证了模型的正确性.     

Metropolis蒙特卡罗模拟湿法腐蚀算法研究及应用

探讨了Metropolis蒙特卡罗方法模拟硅微加工各向异性湿法腐蚀仿真算法.在台阶流动(step flow)模型上引入了腐蚀概率方程,确定了蒙特卡罗转移概率.通过对不同相位晶面(vicinal surface)在掩模下的腐蚀模拟对提出的方法进行了校验分析,解释了蒙特卡罗法处理复杂晶面的原理和过程.模拟测试中,仿真程序能正确地再现不同晶向腐蚀速率特性以及凸角腐蚀的结构形态,经过与目前报道的元胞自动机以及其他种类蒙特卡罗法比较分析,模型具有较高的仿真效率和结果精度.最后,该系统模拟一个实际的微加速度传感器设计中的凸角补偿问题,在震动岛块的掩模补偿设计中验证了模型的正确性.     

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。     

用于各向同性湿法刻蚀中的氮化硅掩膜

在硅的各向同性湿法刻蚀过程中,一般选用HNA溶液(即氢氟酸、硝酸和乙酸的混合溶液)作为刻蚀液,而氮化硅以其很好的耐刻蚀性而优先被选为顶层掩膜材料.在硅片上刻蚀不同的结构,通常需要选择不同的刻蚀液配比.而不同配比对于氮化硅掩膜的刻蚀速率也不一样.分别用PECVD和LPCVD两种方法在<111>型硅片上沉积了厚度为560和210 nm的氮化硅薄膜,研究和对比了它们在8种典型配比刻蚀液下的刻蚀速率,为合理制作所需要厚度的氮化硅掩膜提供有益参考.     

三维掩膜硅各向异性腐蚀工艺释放微悬空结构

提出了一种新颖的基于三维掩膜的硅各向异性腐蚀工艺,即利用深反应离子刻蚀、湿法腐蚀等常规体硅刻蚀工艺和氧化、化学气相沉积(CVD)等薄膜工艺制作出具有三维结构的氧化硅(SiO2)或氮化硅(Si3N4)薄膜,以该三维薄膜作为掩膜进行各向异性腐蚀,该工艺可以应用于MEMS微悬空结构的制作。利用该工艺成功地在单片n-Si(100)衬底上完成了一种十字梁结构的释放,并对腐蚀的过程和工艺参数进行了研究。     

反应离子刻蚀PMMA的各向异性刻蚀研究

研究目的是优化Ni掩膜PMMA RIE的刻蚀参数，在氧刻蚀气体中加入表面钝化性气体CHF3，以较快的刻蚀速率获得垂直的侧壁和最小的掩模钻蚀。采用平行板结构的反应离子刻蚀机刻蚀，研究了刻蚀气压，CHF3/O2比率和刻蚀温度对垂直、侧向刻蚀速率和PMMA微结构形貌的影响。试验表明：当CHF3含量大于50%或O2工作气压较低时，会显著影响RV/RL比，当RV/RL比大于8时，试样呈现出完全各向异性刻蚀。     

高质量二维光子晶体结构刻蚀掩膜版的制作方法

结合制作光子晶体结构的具体要求,研究了电子束曝光得到的电子束胶上(GaAs衬底)随实验条件变化的图形.结果表明,胶的厚度、曝光剂量、显影/定影时间等参数对图形的质量有重要影响.通过合理优化这些参数,我们得到了高质量的掩膜图形.