دانلود تحقیق حکاکی

معمولاً بوسیله رقیق کردن یا Buffer کردن HF انجام می شود.

حکاکی های PSG 10 بار سریع تر از اکسید رشد یافته حرارتی می باشد.

حکاکی Anisotropic در مورد Si با استفاده از حکاکی پلاسما به کمک یون در ترکیبی از C2 F6 و CH3F انجام می شود. قابلیت انتخاب روی Si خوب است، امّا روی Si3N4  خوب نیست .

حکاکی لایه نازک Si3N4

حکاکی کننده تر در دمای H3PO4,140 – 200OC   می باشد. SiO2 حاصل از لایه نشانی بخار شیمیایی یک ماسک حکاکی خوب است. قابلیت انتخاب روی Si خیلی خوب است.                                                    حکاکی Anisotropic برای Si3N4 با استفاده از حکاکی پلاسما به کمک یون                                           ( Ion assisted Plasma etching ) در ترکیبی از C2F6 و CH3F انجام می شود.

حکاکی قربانی ( sacrificial )

قابلیت انتخاب حکاکی sacrifical روی Si باید خیلی بالا باشد. مواد متداول مورد استفاده PSG و Photorestis , Polyimide ها می باشند. PSG با استفاده از Resist برداشته می شود.

Polyimide ها با استفاده از حکاکی پلاسما برداشته می شوند.

2 – 14 – ساختار پایه ( Basic structures )

2 – 14 – 1 – در میکرو ماشینینگ توده ای سیلیکون

یکی از ممکن ترین و بارزترین ساختارها الگودهی هادی های عایق شده الکتریکی است. یکی از کاربردهای آن      می تواند استفاده از میدان های الکتریکی برای ساختن سلول های انفرادی باشد.

حکاکی Anisotropic به وسیله KOH به آسانی می تواند کانال های V ( grooves ) شکل را ایجاد کند، یا گودال های ( Pits ) با دیواره های مخروطی شکل را داخل سیلیکون برش دهد.

KOH همچنین می توند برای ایجاد ساختارهای تپه ای شکل با شیب تند استفاده شود ( شکل a  ). وقتی که تپه ها حکاکی شده و پی ریزی می شوند، گوشه ها می توانند به شکل اریب در بیایند. ( شکل b  ). ماسک طراحی برای در برگرفتن ساختارهای اضافی در گوشه ها طراحی می شود. این ساختارهای جبران ساز آن چنان طراحی می شوند که وقتی که گوشه های 90 درجه تشکیل شدند، کاملاً حکاکی می شوند. یکی از مشکلات استفاده از ساختارهای     جبران ساز برای تشکیل گوشه های راست زاویه این است که آنها محدودیتی روی کمترین فضای بین تپه ها ایجاد می کنند.

دیافراگم های سیلیکون از حدودm µ 50  به بالا به وسیله حکاکی ویفر کامل سیلیکون با KOH می تواند ساخته شود. ضخامت به وسیله زمان بندی حکاکی کنترل می شود و همین مسئله موضوعی برای خطاها می شود.

شکل 2 – 35

دیافرگم های نازک تر، در حدود ضخامت 20 µm می تواند با استفاده از بور برای متوقف کردن حکاکی KOH ساخته شود. ( شکل 2 – 36 ) ضخامت دیافراگم وابسته به عمق بور تزریق شده داخل سیلیکون می باشد، که می تواند خیلی دقیق تر از حکاکی KOH زمان بندی شده و کنترل شود.

( شکل 2 – 36 )

دیافراگم سیلیکون، ساختار پایه مورد استفاده در سنسورهای فشار میکرو مهندسی است. همچنین می تواند برای استفاده بعنوان یک سنسور شتاب وفق داده شود.

حکاکی وابسته به تلغیظ می تواند برای ایجاد پل های باریک یا میله های سگدست ( Cantilever beam )، استفاده شود. شکل a یک پل را نشان می دهد که به وسیله انتشار بور تشکیل شده است. میله سگدست ( یک پل با یک سر آزاد ) نیز به وسیله روش یکسانی ایجاد می شود. ( شکل b  )

پل و میله شکل بالا در عرض قطر چاله برای اطمینان از این که آنها به وسیله KOH حکاکی می شوند، طرح ریزی شده اند. ساختارهای خیلی پیچیده تر نیز با این روش امکان پذیر است، امّا باید مواظب بود که آنها آزادنه به وسیله KOH حکاکی شوند.

اگر می خواستیم پل ها یا میله هایی با جهات مختلف بسازیم، ویفر می تواند از پشت در KOH حکاکی شود.          ( شکل 2 – 38 ) در طی این چنین حکاکی هایی، باید اطمینان حاصل شود که جلوی ویفر کاملاً از حکاکی KOH مصون می ماند، راه حل دیگر تولید یک دیافراگم و حکاکی پل مورد نظر یا شکل میله مانند با استفاده از یک حکاکی کننده یون واکنش زا ( حکاکی خشک ) می باشد.

یکی از کاربردهای این میله ها و پل ها به عنوان سنسورهای تشدید می باشد. ساختار می تواند در فرکانس پایه اش به ارتعاش در آید. هر عاملی که باعث تغییری در جرم، طول و ... شود، به عنوان تغییری در فرکانس ثبت می شود. ترکیبی از حکاکی خشک و حکاکی تر Isotropic می تواند برای تشکیل نقاط خیلی تیز استفاده شود. ابتدا یک ستون با پهلوهای عمودی با استفاده از RIE ( شکل a ) تشکیل می شود. سپس با استفاده از حکاکی تر Mask حکاکی از زیر برش می خورد و یک نقطه خیلی دقیق را تشکیل می دهد. ( شکل b ) سپس Mask حکاکی نیز برداشته می شود.

از این ساختار در انتهای میله های سگدست به عنوان Probe در ذره بین اتمی می تواند استفاده شود.

2 – 14 – 2 در میکروماشینینگ سطحی

در میکرو ماشینینگ توده ای ساختارهای میکرونی به وسیله حکاکی توده ای از ویفر سیلیکون برای دستیابی به نتیجه دلخواه تشکیل می شوند. در میکروماشینینگ سطحی چندین لایه نازک روی ویفری یا هر زیر لایه مناسب دیگر قرار می گیرند. این لایه ها شامل یک ماده بنیادین مثل پلی سیلیکن و یک ماده قربانی ( Sacrifical ) مثل اکسید می باشند. این لایه ها به ترتیب لایه نشانی و حکاکی خشک می شوند. آخر سر ماده قربانی از طریق حکاکی تر حذف   می شود. لایه های بیشتر و ساختارهای پیچیده تر باعث سخت شدن فرآیند ساخت می شود. یک میله سگدست میکرو ماشین شده سطحی ساده در شکل 2 – 40 نشان داده شده است. یک لایه قربانی از اکسید روی سطح ویفر لایه نشانی شده، سپس یک لایه پلی سیلیکن لایه نشانی شده و با استفاده از روش های RIE به یک میله با یک Anchor pad الگو دهی می شود. ( شکل a ). سپس به وسیله یک حکاکی تر لایه اکسید زیر میله برداشته       می شود ( شکل b ). Anchor pad از زیر Pad  برداشته شود، ویفر از حمام حکاکی بیرون می آید.

گستره وسیعی از اتاقک های ( Chambers ) مختلف با استفاده از روش های میکروماشینینگ سطحی روی سطح ویفر سیلیکون می تواند ساخته شود. در شکل اتاقک به وسیله حجمی از اکسید قربانی ایجاد شده است. ( شکل a ). سپس لایه ای از پلی سیلیکن روی سطح ویفر لایه نشانی شده است ( شکل b ). پنجره ای از طریق پلی سیلیکن حکاکی خشک ( RIE ) شده است و سپس یک ویفر در یک حمام حکاکی تر غوطه ور شده که باعث برداشته شدن اکسید می شود و اتاقک پنجره دار تشکیل می شود.