ИССЛЕДОВАНИЕ МАСКИРУЮЩИХ СВОЙСТВ ПЛЕНОК ОКСИДА КРЕМНИЯ ДЛЯ СОЗДАНИЯ КРЕМНИЕВЫХ МЕМБРАН МЕТОДОМ ЖИДКОСТНОГО ТРАВЛЕНИЯ
Аннотация
Микроэлектромеханические датчики мембранного типа изготавливаются методами поверхностной и объемной микрообработки. В последнем случае мембраны получают пу- тем глубокого анизотропного травления монокристаллического кремниевого слоя или под- ложки до толщин 20–50 мкм. При этом используются как сухие, так и жидкостным спо- собы травления. Преимуществом жидкостного травления является простота контроля латеральных размеров мембран и высокая селективность. Высокая селективность травле- ния может быть достигнута за счет выбора подходящего состава травящего раствора, материала защитного покрытия и технологии его получения. В работе проведено экспери- ментальное исследование защитных свойств пленок оксида кремния, полученных методами термического окисления, плазмохимического осаждения, а также комбинированного по- крытия из этих пленок в условиях жидкостного травления монокристаллического кремния в 30%-ном водном растворе гидроксида калия при температуре 80°С. Селективность травления, остаточная толщина, шероховатость и поверхностная концентрация локаль- ных дефектов рассчитывались по данным стилусной профилометрии, оптической интер- ферометрии и микроскопии. Установлено, что скорости и селективности травления термического оксида и плазмохимического оксида после быстрого термического отжига дос- таточно близки – 6,7 нм/мин, 1:338 и 7 нм/мин, 1:372, соответственно. Шероховатость поверхности оксидных пленок в большей степени возрастала при травлении пленок терми- ческого оксида, а также плазменного оксида в составе композитного покрытия. Средне- квадратичное значение остаточной шероховатости 1-2 нм. В пленках обнаружены ло- кальные дефекты типа «протравов» с концентрацией от 0,1–0,2 мм-2. Установлено, что использование 1 мкм плазменного слоя оксида в комбинированном покрытии позволяет предотвратить травление термического оксида, однако для исключения локальных дефек- тов его толщина должна быть увеличена до 1,5–2,0 мкм; пленка термически стабилизиро- ванного плазменного оксида, толщиной от 2,0 мкм также может рассматриваться в ка- честве эффективного защитного покрытия для проведения глубокого жидкостного трав- ления кремния.
