ИССЛЕДОВАНИЕ ТЕМПЕРАТУРНО-КОНЦЕНТРАЦИОННЫХ РЕЖИМОВ АНИЗОТРОПНОГО ЖИДКОСТНОГО ТРАВЛЕНИЯ МОНОКРИСТАЛЛИЧЕСКОГО КРЕМНИЯ

Аннотация

Основным материалом большинства механических сенсоров является кремний. Для формирования кремниевых структур используют методы объемной микрообработки – глубокое травление подложки. Для формирования структур, к которым предъявляются высокие требования по точности размеров и воспроизводимости, традиционно применя- ют анизотропное жидкостное травление. В качестве травителя при этом используют водный раствор щелочи. Определение оптимального режима по концентрации и темпера- туре раствора позволит получить относительно однородную, гладкую поверхность при высокой скорости травления. В работе проведено экспериментальное исследование влия- ния концентрации (20-40%) и температуры (60–80°С) водного раствора KOH на скорость травления монокристаллического кремния, а также морфологию поверхности в условиях длительного процесса травления. Значения скорости травления в 20%, 30% и 40% раство- ре для выбранного температурного диапазона составили 0,68-2,0 мкм/мин, 0,77–2,4 мкм/мин и 0,7–1,9 мкм/мин, соответственно. Проведен анализ морфологии по- верхности кремния на глубине 270 мкм. Установлено, что при концентрации раствора КОН 20% и 80°С формируется развитая морфология поверхности с шероховатостью – 400 нм; понижение температуры раствора позволяет получить более ровную поверхность с остаточной шероховатостью ~ 340 нм. При концентрации раствора КОН 30% поверх- ность более однородна c шероховатостью ~ 100 нм; изменение температуры от 60 до 80 °С практически не оказывает влияние на ее морфологию. При концентрации раствора КОН 40% и 80°С исходный рельеф поверхности травления достаточно развит ~ 340 нм, а снижение температуры раствора до 60°С позволяет свести его до состояния, характер- ного условию травления при 30% и температуре 80°С.