微纳加工
MEMS代工中的刻蚀工艺是为了在基板上形成功能性的MEMS结构,必须蚀刻先前沉积的薄膜和/或基板本身。蚀刻过程分为两类:1.浸入化学溶液后材料溶解的湿法蚀刻2.使用反应离子或气相蚀刻剂对材料进行溅射或溶解的干法蚀刻。
湿蚀刻
这是MEMS代工中最简单的蚀刻技术。它所需要的只是一个装有液体溶液的容器,该溶液可以溶解所讨论的物质。由于通常需要掩模来选择性地蚀刻材料,因此存在复杂性。必须找到一种掩模,该掩模不会溶解或至少比被图案化的材料腐蚀得慢得多。其次,某些单晶材料,例如硅,在某些化学药品中表现出各向异性刻蚀。与各向同性蚀刻相反,各向异性蚀刻是指材料在不同方向上的蚀刻速率不同。典型的例子是<111>晶面侧壁,当在诸如氢氧化钾(KOH)的化学物质中蚀刻<100>硅晶片中的孔时出现。结果是形成了金字塔形的孔,而不是带有各向同性蚀刻剂的带有圆形侧壁的孔。下图说明了各向异性和各向同性湿法蚀刻的原理。
MEMS代工中的湿刻蚀是一项简单的技术,如果找到适合您的应用的蚀刻剂和掩膜材料的组合,将会获得良好的效果。湿蚀刻对于蚀刻基板上的薄膜非常有效,也可以用于蚀刻基板本身。衬底蚀刻的问题在于各向同性工艺将导致掩模层的底切与蚀刻深度相同的距离。各向异性工艺允许蚀刻停止在衬底中的某些晶体平面上,但是仍然导致空间损失,因为当蚀刻孔或腔时,这些平面不能垂直于表面。如果这对您有限制,则应考虑对基板进行干法蚀刻。然而,
如果要在薄膜中制作非常小的特征(与薄膜厚度相当),则各向同性湿法刻蚀也可能会遇到问题,因为底切至少等于薄膜厚度。通过干法蚀刻,几乎可以直接向下蚀刻而不会产生底切,从而提供了更高的分辨率。这就是MEMS代工中的湿刻蚀的简单介绍。
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