MEMS technológiák, eljárások

ÓBUDAI EGYETEM KANDÓ KÁLMÁN VILLAMOSMÉRNÖKI KAR TÁVOKTATÁS TAGOZAT

MEMS technológiák, eljárások Brindzik József 2010.12.12.

Brindzik József (E37VVS)

MEMS technológiák, eljárások

A MEMSMEMS-ekről általában. A nanotechnológia indulását az integrált áramkörök fejlődése provokálta. Az 1980-as és 1990-es években a nano-kémia és nano-fizika megkezdhette az egyedi nanorészecskék és egyedi molekulák világának birtokba vételét, mivel újfajta mikroszkópok és eljárások egész sora jelent meg. A pásztázó alagútmikroszkópok (Scanning Tunneling Microscope -ST) és az atomerő mikroszkópok (Atomic Force Microscope - AFM) már nem csak bepillantást engednek ebbe a világba (Sarid, 1994; Rohrer, 2000), hanem kialakulóban vannak eljárások az anyag nanométeres finomságú megmunkálására is. Évről évre új mérési eljárások és műszerek, valamint új megmunkálógépek születnek, új nanotechnológiai laboratóriumok épülnek. Minden olyan eljárást a nanotechnológia tárgykörébe sorolható, ami 50 nm-nél kisebb elemeket állít elő. A végső cél az, hogy egyedi atomokból, illetve molekulákból szereljünk össze gépeket, hasonlóan, mint ahogy az a természetben van. A mikromechanikai komponenseket, melyek az anyag szerkezeti-mechanikus tulajdonságait használják fel az eszközfunkció létrehozásában, ún. kompatibilis mikrogépészeti műveletekkel alakítják ki. Ennek során a szilíciumszelet egyes térfogatrészeit szelektív módon eltávolítják. Így, a síkban építkező integrált áramköri technológiával szemben a mikrogépészetben a szilícium lapkát a harmadik dimenzióban is alakítják, valamint további szerkezeti rétegeket alkalmaznak az elektromechanikai működés megvalósítására. A MEMS rendszerekben mikrotechnológiai megoldások alkalmazásával, használva az összes eszközt amit az integrált áramkör iparban kifejlesztettek, egyetlen szilíciumchipen valósul meg mechanikai elemek, érzékelők, beavatkozók és a jelfeldolgozó elektronika integrálása, a mikrométerestől milliméteresig terjedő mérettartományban. A MEMS-ek rendkívül széles körben alkalmazhatók. Ma minden új autó tartalmaz néhány nyomás érzékelő MEMS-et. A MEMS-eket kis méretük és a megbízhatóságuk ideálisan alkalmassá teszi orvosi és egészségügyi alkalmazásra. A mikroméretű optika a távközlési rendszereket forradalmasíthatja. Kapcsolók, szűrők, membránok giroszkópok, gyorsulásmérők és még megannyi területe az alkalmazásoknak.

2



MEMS technológiák Tömbi mechanikák A Bulk Micromachining egy tömeggyártási technológia, mely több ezer mikrogépet épít egyszerre, egy szilícium lapkára, melyről maratással távolítják el a nemkívánatos részeket, meghagyva egy használható mechanikai eszköz. Tipikusan fototechnikai eljárással felviszünk egy védőréteget, amely megvédi a szilícium lapka azon részét, amelyet meg akarunk hagyni. A lapkát alámerítjük egy folyékony marató szerbe mint pl. a kálium-hidroxid (KOH), amelyik lemarja az összes szabadon hagyott szilícium réteget. Ez viszonylag egyszerű és olcsó gyártási technológia, és jól megfelel azoknak az alkalmazásoknak, amik nem igényelnek nagyobb bonyolultságú szerkezeteket és érzékenyek az árra. Ma már minden nyomásérzékelő MEMS. A MEMS nyomásérzékelő szenzoroknak van néhány előnyös tulajdonságok a hagyományos nyomásérzékelőkkel szemben. Az áruk kevesebb, magasan megbízhatók, nagyon jól sokszorosíthatók. Ma minden új autó tartalmaz néhány nyomás érzékelő MEMS-et. Tipikusan mérésre használva a motorban a kipufogó és szívó csövekben. A nyomásérzékelő MEMS-ek kis mérete és a megbízhatósága ideálisan alkalmassá teszi őket

orvosi

és

egészségügyi

alkalmazásra.

A képen látható elem anizotrop nedves maratási technikával készíthető el, melyről, és az alkalmazott maszkolási technikákról a későbbiekben írok.

1. ábra Példa az anizotrop nedves maratással készíthetı MEMS elemre.

3



2. ábra Anizotrop nedves maratással készült MEMS elem.

Felületi mechanikák Amíg a tömbi mechanikák a szilícium lapka maratásával készülnek, a Surface Micromachining eszközöket rétegenként, rétegről-rétegre építik fel. Egy jellemző Surface Micromachining technológia, mikor egy szilícium lapkára váltakozóan vékony rétegeket fektetnek fel általában a szerkezeti anyagból, általában szilíciumból. Mindegyik rétegre fotoérzékeny anyagot visznek fel, melyre a szükséges mintázatot valamilyen litografikus eljárással készítik. Az egyes rétegek között a szigetelőnek tipikusan szilicium dioxidot használnak (feláldozandó réteg). Ezt a folyamatot addig ismétlik, míg a kívánt számú réteget el nem érik.

3. ábra A MEMS-ek készítésének alap folyamata. A folyamat addig ismétlıdik, amíg el nem készült a kívánt mikrostruktúra.

Így a több rétegből egymáson egyszerre maratják el a felesleges részeket. A folyamat végén leoldják a fotoreziszt réteget és hidrogén-fluorid savval (HF) kimarják a szilícium dioxidot. A szerkezeti anyagokból lesznek a mechanikai elemek és a szigetelő anyag kioldása után, ezek 4



helyén, lesznek az egyes részek független mozgását lehetővé tevő hézagok. A lapkát akkor „chipekre” fűrészelik és csomagolják annak megfelelően milyen alkalmazásban lesznek. A Surface Micromachining technológia több lépésben történik, mint a Bulk micromachining

4. ábra A Surface micromachining folyamat.

technológia ennél fogva jóval drágábbak. Ezzel a technológiával, sokkal bonyolultabb eszközök készíthetők, melyek kifinomult működésre képesek. A Surface Micromachining ott alkalmazhatók ahol sokkal kifinomultabb mechanikai elemek kellenek. A

felületi

mechanikák

függőleges irányban jóval kontroláltabbak, mint a tömbi

mechanikák.

Sokkal

több

változat

lehetséges attól függően, hogy

milyen

készülnek, maratási

és

anyagból milyen eljárást

használnak. 5. ábra Surface Micromachined Gyroscope

6. ábra Polszilikon mikromotor surface micromachining technikával készítve.

5



LIGA A LIGA (Lithographie Galvanoformung Adformung) egy technológia, amivel kicsi, de viszonylag nagy képméretarányú eszközök készíthetők. Ez egy elsődlegesen nem szilícium alapú technológia, ahol szinkrotron gerjesztett röntgensugárzást kell használni. Ez az eljárás egy röntgensugár érzékeny PMMA-val (plexi) indul, megfelelő szubsztrátra helyezve. A PMMA-ra fotomaszkot helyeznek, és nagyerejű röntgensugárral exponálják. A maszk megengedi, hogy az egyes részeket érje a röntgensugár, míg más részek védve maradnak. A PMMA-t akkor egy megfelelő maratóba tesszük, elmozdítani az exponált részeket. A felesleg kioldása után PMMA formát kapnak. Majd az egészet galvanizáló fürdőbe helyezik, és nikkellel töltik ki a nyitott részeket. Végül a PMMA-t elmozdítják, szabadon hagyva a fém mikrostruktúrát. Az eredmény különösen precíz, mikroszkópikus mechanikai elemek, nagyon sima és közel függőleges oldalfalakkal. A LIGA egy viszonylag olcsó gyártási eljárás, és megfelelő azokra az alkalmazásokra ahol elvárt

igény

a

nagy

mélység/keresztmetszetarányú eszközök alkalmazása. A

LIGA

technika

használható

jól

felületi

mechanikák építésénél.

7. ábra A LIGA folyamat.

Vékonyréteg leválasztás A MEMS-ek építésében ez egyik legfontosabb feladat, vékony rétegeket (layers) leválasztani az anyagból. Ezeknek a rétegnek mindenhol egyenletes vastagságban kell lenniük, ami lehet néhány nm-től 100µm-ig. Ezeket a vékony réteget részeiben is el kell tudni távolítani használva litográfiát és maratást.

6



Kémiai leválasztás Leválasztás gőzfázisból, kémiai reakcióval (CVD (Chemical Vapor Deposition) /LPCVD/PECDV) A CVD alkalmazása során illékony, gőzfázisba, illetve gázfázisba vitt anyagokból valamilyen kémiai reakcióban szilárd termék keletkezik, és ez épül a hordozó felületére. A kémiai gőzfázisú leválasztás a porlasztással szemben egy magas hőmérsékletű folyamat. A CVD eljárások feloszthatók úgymint atmoszférikus nyomás szerinti APCVD, alacsony nyomású LPCVD, plazma-erősítésű (plasma-enhanced) PECVD, amelyik magába foglalja a magas sűrűségű plazma HDP-CVD. Az APCVD és a LPCVD módszerek inkább magasabb hőmérsékleten működnek 400˚-800˚C. A PECVD és a HDP-CVD eljárásnál az alaphőmérséklet általában 300˚C. A termikus CVD során a hordozót fűtik, a gázokat a gáztérben lejátszódó reakciók elkerülése céljából általában hidegen tartják. A fűtést gyakran RF (rádiófrekvenciás) hevítéssel oldják meg. Célszerű a leválasztást viszonylag nagy gázáramlási sebességgel végezni annak érdekében, hogy a diffúziós határréteg vékony legyen, és így gyorsan pótlódjon a felületen reakcióba vitt anyag. Ugyanakkor célszerű a lamináris gázáramlási tartományban maradni. A plazmával aktivált kémiai gőzfázisú leválasztási módszerek során a reakciót kis nyomású (nem egyensúlyi) plazmával aktiválják. A lézersugárral aktivált vagy elősegített kémiai gőzfázisú leválasztás (laser assisted CVD) során a rétegépítő (fém, kerámia, félvezető, szupravezető) anyag prekurzorát lézersugárral bontják. Epitaxia Az epitaxia egy módszer, kristályos szilícium réteg egy lapkára növesztésére. Az adalékolásban és a koncentrációban lehet eltérés. Az epitaxiális réteg azonos kristályszerkezetű lesz, mint a kristályos szubsztráté, kivéve mikor egy amorf anyagot növesztünk ami polikristályos. Az epitaxia használható kristályos szilícium növesztésére azonos típusú kristályos alapon.

Oxidáció

A szilícium dioxid kiváló minőségű elektromos használható

szigetelő, két

ami

félvezető

réteg

között, vagy mint rétegek közötti dielektrikum galvanizált

a

többszintű

struktúrákban,

mint

például a multichip modulokban. A

szilícium

oxidációja

könnyen

8. ábra Az oxidációs folyamat. 7



elérhető a szubsztrának körülbelül 900˚-1200˚C-re való melegítésével. A kemencében ahol az oxidációt végzik, lehet oxigén vagy vízgőz atmoszféra. Ezen a magas hőmérsékleten mindkét molekula (H2O vagy O2) könnyen oxidálja a szilíciumot és növeszt SiO2 réteget. A katódporlasztásos katódporlasztásos eljárás Vákuum kamrában csökkentett nyomáson 0.1-10Pa két elektróda között

önfenntartó

villamos

kisülést, plazmát hoznak létre. A ritkított

térben

a

felgyorsult

elektronok nemesgáz, általában argon

atomokkal

ütköznek,

melyekről elektronok szakadnak le. Az így keletkezett pozitív ionok

tovább

gyorsulnak

az

elektromos tér hatására és a katódba (target) csapódnak. Ha az ionok energiája nagyobb, mint a kötési

energia,

atomokat

löknek

a

katódból

ki.

Az

így

kilökött atomok katóddal szemben

9. ábra Tipikus katódporlasztásos eljárás

elhelyezett hordozóra (pl. szilícium lapkára) rakódnak le. A katódporlasztásos eljárás kedvelt módszer a MEMS-ek készítésénél vékony fémrétegek úgymint alumínium és titán felhordására. Az eljáráshoz szükséges hőmérséklet kisebb, mint 150˚C. Párologtatás

Az elpárologtatni kívánt anyagot magas hőmérsékletre fűtik, minek következtében az anyag megolvad, majd elpárolog. Az így nyert pára a hideg szubsztráton vékony rétegben lecsapódik. A legtöbb elemnek magas az olvadáspontja (pl. Al, Si, Ti, Au). Fémek és vegyületek is (pl. Cr, Mo, Ta, Pd, Pt, Ni/Cr, Al2O3) párologtathatók. A párologtatásnak többféle módja létezik, attól függően, hogy hogyan fűtjk fel a párologtatni kívánt anyagot. SpinSpin-on módszer

Rétegeket készítésének módszere, dielektromos szigetelőkből és szerves anyagokból. Eltérően a korábban lett leírt eljárástól, ez a berendezés egyszerű. Kell egy változtatható sebességű forgó tábla, megfelelő biztonsági ernyővel. Az anyagot, amiből a réteget akarják építeni, a forgó táblán elhelyezett szilícium lapka közepére szórják a folyékony oldat formájában. Forgatva a szubsztrátot 500-5000 1/min fordulatszámmal 30-60 sec-ig, az anyag egyenletes vastagságban szétterül. 8



Rajzolat készítés, készítés, litográfia A litográfiai folyamat három egymást követő lépésből áll. • Fotoérzékeny réteg (reziszt) felhordása. • A maszk képének a rezisztre exponálása. • Előhívás (vizes) előhívószerrel. A mintázatot számítógéppel tervezik, a rezisztre röntgen, elekron vagy lézer sugárral exponálják. Az levilágításnál alkalmazott sugárzás a kívánt felbontás nagyságától függ. A teljes gyártási folyamat magában foglal több optikai műveletet különböző maszkokkal. Optikai litográfia Litográfiai mintázatkialakítási eljárások: A félvezető technológiában a rétegek mintázatát általában szubtraktív eljárással készítik. A teljes felületet fényérzékeny réteggel vonják be, majd fotolitográfia és maratás kombinációjával a nem kívánt helyekről a réteget eltávolítják. A rétegeltávolítás módszerei a nedves és száraz maratási eljárások. Az optikai felbontóképesség definíciójából következik, hogy a még éppen felbontható legkisebb két alakzat méretét az alkalmazott fény hullámhossza határozza meg - Fotolitográfia esetén rendszerint az alkalmazott maszk hordozója üvegből készült, melyre fém (leggyakrabban krómréteg) vákuumpárologtatásával és az azt követő maratással állítják elő a félvezető felületére leképezni kívánt mintázatot. A maszkon lévő mintázat a kialakítandó ábrához viszonyítva lehet pozitív vagy negatív (mint a fényképezés esetén) – így ennek megfelelően beszélhetünk pozitív vagy negatív maszkról. A kialakítandó

minimális

csíkszélesség

elérése

szempontjából

a

maszkillesztés

is

meghatározó szerepű – azaz hogyan

közelítjük

a

maszkot a reziszttel bevont félvezető

felületéhez.

maszkillesztés kontakt

vagy

A

lehet proximity

(érintésmentes),

valamint

elsősorban

nagyipari

litográfiai

folyamatok

esetén a projekciós (vagy más

néven

vetítős)

maszkillesztési eljárások. 10. ábra a) Pozitív reziszt b) Negatív reziszt

9



11. ábra Maszkillesztési módok

Röntgenlitográfia

Mivel a hullámhossz határozza meg az elérhető legnagyobb felbontást, röntgenlitográfia esetén 0,4…5 nm hullámhosszúságú kollimált és csekély divergenciájú, rendszerint szinkrotron sugárzást használnak. Az alkalmazott röntgenhullámhosszak 0,05...0,1 μm felbontást tesznek lehetővé. Röntgenlitográfia esetén az alkalmazott maszkillesztés nem a diffrakciót csökkentő kontakt módszer, hanem a proximity maszkillesztés. Ez utóbbit a maszk rendkívül nagy optikai felbontása és nagyfinomságú kivitele teszi szükségessé az esetleges maszk-reziszt kontaktusból származó sérülések elkerülése érdekében. A nagyfelbontású, költséges maszk kialakítása szilícium membránon (általában 2μm vastag) 12. ábra Különbözı sugárfajták összehasonlítása litográfiai alkalmazás szempontjából

10



történik aranyréteg felvitelével, mely a rajzolatot fogja tartalmazni. Ebben az esetben tipikus 1:1 arányú maszkról beszélhetünk, melyet rendkívül körültekintően kell kezelni. Elektronsugaras litográfia Elektronsugaras litográfia alkalmazása során a képátvitel elektronnyaláb segítségével történik, mely során az elektronnyaláb a rezisztet pásztázva mintegy beleírja (direkt írásos módszer) az adott ábrát a reziszt anyagába. Az elektronsugaras litográfiánál használt reziszt elektronérzékeny, szemben a fotolitográfiában alkalmazott fényre érzékeny fotorezisztekkel. Az elektronlitográfiai rezisztek is lehetnek pozitív illetve negatív rezisztek – itt azonban az aktiválódó komponenst elektronok aktiválják roncsolva (pozitív reziszt) illetve kialakítva (negatív reziszt) a rétegformáló polimer keresztkötéseit. Elterjedten használt pozitív reziszt például a poli-(metilmetakrilát) (PMMA), illetve negatív reziszt a poli-(klór-metil-sztirol) (PCMS). Az elektronsugaras litográfia tipikus alkalmazási területe a maszkkészítés optikai litográfia részére. Mivel nagyfelbontású és költséges technológiáról van szó, ezért a prototipizálás és a nagyfelbontású ULSI (Ultra-Large Scale of Integration) áramkörök kialakítása, illetve a nanotechnológiák területén játszik fontos szerepet. Az elektronsugaras litográfia felbontását az elektronokhoz rendelhető hullámhossz – gondolva a részecske-hullám kettősségre – nem befolyásolja. Példaként említhető meg, hogy 1V gyorsító feszültséghez már 1,226 nm-es hullámhossz rendelhető, ami 1kV esetén már csak 0,04 nm, az elektronmikroszkópiában használt legalább 10kV esetén is már 0,01nm – mely értékek már az atomok molekulán vagy kristályrácson belüli kötéstávolságainál is kisebbek. Az elektronlitográfia felbontását alapvetően az alkalmazott reziszt és az elektronsugaras litográfiai berendezés paraméterei határozzák meg. A rezisztnek megfelelően vékony és hibamentes rétegben kell fedni a félvezető felületét, és a megfelelő kontrasztot kell biztosítani az elektronnyalábbal exponált és nem exponált felületek között. Az elektronsugaras litográfiai berendezésnek a legfontosabb paramétere a legalább néhány tized mikrométerre fokuszált elektronnyaláb. A felbontás szempontjából fontos hatás még az úgynevezett proximity hatás, mely során a félvezető felszínéről és térfogatából is elektronok szóródnak vissza a rezisztbe – a kialakítandó ábra torzulását előidézve.

11



13. ábra Elektronsugaras litográfiára használt berendezés vázlata

Kétoldalú litográfia

A litografikus mintázatot gyakran midkét oldalára fel kell vinni a wafernak. Ilyenkor rendkívül fontos az ábrák igen pontos illesztése.

Maratás Nedves maratás

Szilárd fázisok nedves kémiai maratással történő eltávolítása oxidáción alapul. Ezért a maratószerek egyik fő komponense az oxidálószer, azonban az erős oxidálószerek sem képesek önmagukban marni, mivel a reakciótermékek nem tudnak disszociálni, így a reakció gyorsan leáll. A feloldhatóvá tételéhez disszociálószerek, savak hozzáadása szükséges. Így a disszociálószerek révén a reakciótermékek oldható komplexekké alakíthatók, melyek már jól oldhatóvá válnak az oldószerekben, mint például az ecetsav, alkoholok, glicerin, stb. A legtöbb marató rendszer tartalmaz vizet, de gyakran szerves oldószer is helyettesítheti a vizet különböző járulékos hatás kihasználása érdekében. Különleges fontossággal bír a H2O2:H3PO4:CH3OH marató rendszer, ahol a víz metanollal helyettesített. A metanol polírmaró hatású a GaAs felületeknél, mellyel nanostruktúrákhoz készíthető atomi szintű maratás.

12



Maratási folyamatok egyik legfontosabb paramétere a maratási sebesség, mely változtatható a marató rendszer összetételével és a maratás hőmérsékletével. Oldószer (vagy hígítószer) mennyiségének növelésével a maratási sebesség csökken, míg az oxidálószer koncentrációjának növelése növeli a maratási sebességet. Egy marató rendszer fokozott reakciói összetételi inhomogenitás vagy megnövekedett hőmérséklet következtében gyakori okai érdes felületek kialakulásának. A legtöbb maratórendszer esetén a keverés jelentősen megnöveli a maratási sebességet. Egy maratórendszer időbeli kompozíciós változásai megváltoztatják a maratási profilt kinetikailag kontrolláltról köztesre vagy egészen diffúziókontrolláltra. A kinetikailag kontrollált maratás anizotróp (van kitüntetett maratási irány), míg a diffúziókontrollált maratás izotróp természetű (nincs kitüntetett maratási irány). Általában a hígítószer mennyisége változtatható a maratási profil megváltoztatása nélkül. A nedves kémiai maratás az alkalmazás szempontjából négy fő kategóriára osztható.

14. ábra A maratási árok keresztmetszetének alakulása a négyféle maratási módszer függvényében.

Az úgynevezett profilmaratás a III-V vegyület-félvezető eszközök előállításának fontos technológiája. A „V” alakú, lekerekített vagy szögletes alakzatok maratása gyakori a félvezetőtechnológiákban, különösen az optikai eszközök előállítása során. Számos technológiai tapasztalat bizonyítja, hogy a III-V vegyület-félvezetők különféle kristálytani síkjai ugyanazon marató rendszer szempontjából eltérő sebességgel maródnak. A különféle kristálytani irányokban történő maratási sebességek ismeretével megtervezhető a maratott alakzat formája, különös tekintettel a reziszt körüli és alatti területekre vonatkozóan. Ebben az esetben a kinetikailag kontrollált maratásról beszélünk, mely anizotróp tulajdonságokat mutat kristályos anyag esetén. Ha minden sík disszociációs rátája nagyon magas, akkor az aktív maratókomponensek transzportfolyamatai határozzák meg a maratási sebességet. Az ilyen 13



diffúziókontrollált maratás izotróp tulajdonsággal rendelkezik. Köztes maratási profil akkor jöhet létre, ha a profil egyik része kinetikus kontroll alatt állnak, míg a másik része diffúziókontroll alatt áll.

Szárazmaratás

Mivel a száraz maratási technikák anizotrópok és ez a tulajdonság amorf anyagok esetében is megmarad, mellyel a maszk tökéletesen átvihető a félvezetőre. A 2-3 µm alatti alakzatok maratásakor anizotróp módszerekre van szükség a méretek megtartása érdekében. A száraz maratási módszerek általában tisztábban kezelhetők és könnyebben automatizálhatók. A száraz maratási módszerek legszembetűnőbb hátrányai azonban a megmunkált félvezető roncsolódása, a berendezések magas ára és a folyamat bonyolultsága.

Reaktív ion maratás (RIE)

A RIE eljárás során a szubsztrátot egy reaktorba téve, abba különféle gázokat vezetnek be. Nagyfrekvenciás mikrohullámú kisülések sűrű plazmát hozhatnak létre a gázkeverékből. Az ionokat felgyorsítják, majd azok a marni kívánt anyag felületének ütközve reakcióba lépnek azzal, miközben egy másik gáz keletkezik. Ez a RIE kémiai része, ezen kívül van még egy fizikai rész is, ami azonos az katódporlasztásos leválasztás módszerével. Ha az ionnak elég nagy az energiája képes kiütni egy atomot a marandó anyag felületéből anélkül, hogy azzal kémiai reakcióba lépjen. Az RIE folyamat közben nagyon sok paramétert kell szabályozni, ezért nehéz egyensúlyt tartani a fizikai és kémiai összetevők között. A két rész egyensúlyának megváltoztatásával lehetséges befolyásolni az anizotrop folyamatot. Miután a fizikai folyamat anizotropikus, a kémiai pedig izotropikus, a kettő arányával befolyásolható a mart fal alakja a sík és a kör között.

Plazma

Mikor ionokkal bombázzák a szilícium felületét, azonos kémiai jelenség lép fel, mint az RIE eljárás esetén, bár a marás tisztán kémiai jellegű, megerősítve a tiszta

szilícium

véletlenszerű

reakcióival. Ez a jelenség úgy

15. ábra Tipikus reaktív ionmaratási rendszer.

ismeretes, mint Plazma maratás.

14



DRIE

A DRIE a RIE maratás egy speciális fajtája, „deep RIE” (DRIE). Ez a módszer mélyebb árkokat képes képes marni, mint a RIE módszer. A DRIE maratással több száz mikron mélységet lehet elérni majdnem függőleges oldalfallal. Az elsődleges technológia alapja, hogy felváltva két különböző gázkombinációt adnak a reaktorba. Az első gázkombináció polimert hoz létre a szubsztrát felületén, a második gázkombináció marja a szubsztrátot. A polimer „vízszintes” része (az árok feneke) a maratás fizikai összetevője hatására rögtön elpárolog. Az oldalfalon lévő polimer viszont megmarad. A polimer a maratás kémiai összetevőjével szemben ellenálló, így megvédi az oldalfalat, az 16. ábra A DRIE maratási technika árok feneke, ahol már nincs polimer, tovább mélyül. A DRIE módszerrel 50:1 arányt lehet elérni. Ez folyamat jól használható a teljes szilícium szubsztrát marásánál, és a maratás sebessége pedig 3-4 szerese a nedves maratás sebességének.

Felhasznált irodalom: http://en.wikipedia.org/wiki/Microelectromechanical_systems http://www.memx.com/ http://www.mems-exchange.org/MEMS/what-is.html http://www.matud.iif.hu/03sze/003.html http://www.mems.sandia.gov/ http://knol.google.com/k/mems-fabrication-process#What_is_MEMS%283F%29

http://www.sze.hu/~zsebok/A&T_jegyzet_2009.pdf

15

MEMS technológiák, eljárások

Recommend Documents