Найти

Результаты поиска

• ИССЛЕДОВАНИЕ МАСКИРУЮЩИХ СВОЙСТВ ПЛЕНОК ОКСИДА КРЕМНИЯ ДЛЯ СОЗДАНИЯ КРЕМНИЕВЫХ МЕМБРАН МЕТОДОМ ЖИДКОСТНОГО ТРАВЛЕНИЯ

  С. В. Малохатко, Е.Ю. Гусев

  2021-02-13

  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.

• ИССЛЕДОВАНИЕ ТЕМПЕРАТУРНО-КОНЦЕНТРАЦИОННЫХ РЕЖИМОВ АНИЗОТРОПНОГО ЖИДКОСТНОГО ТРАВЛЕНИЯ МОНОКРИСТАЛЛИЧЕСКОГО КРЕМНИЯ

  С.В. Малохатко , Д.А. Бакшевников , Е.Ю. Гусев

  2021-08-11

  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.

• ПРОЕКТИРОВАНИЕ КРЕМНИЕВОГО МИКРОЗОНДА ДЛЯ МАЛОИНВАЗИВНОГО НЕЙРОИНТЕРФЕЙСА

  Е.Ю. Гусев , А. В. Сарыев

  2021-08-11

  Аннотация ▼

  Микрозонды стали важным инструментом исследования нейронной активности.
  Исследования и разработки в области инвазивных нейроинтерфейсов направленны на сни-
  жение характерного повреждения нервной ткани за счет уменьшения диаметра имплан-
  тируемых зондов менее 100 мкм. Подобные структуры изготавливают методами микро-
  обработки, в частности различными видами анизотропного травления. При этом на раз-
  меры и форму зонда оказывают влияние условия травления. Последние должны учиты-
  ваться на этапе проектирования конструкции зонда. В работе проведена оценка диапазо-
  нов геометрических параметров кремниевого микрозонда с учетом условий травления и
  количества электродов. Аналитические расчеты проводили для структуры зонда, пред-
  ставленной четырьмя областями различной ширины, несущих до семи электродов. Получе-
  ны зависимости ширины нижнего основания трапециевидного сечения зонда и размера
  маски от толщины и ширины верхнего основания зонда. Установлены допустимые диапа-
  зоны размеров для предложенного варианта четырехуровнего микрозонда; в частности,
  минимальные значения ширины верхнего основания, составили 17, 28, 39 и 50 мкм, а соот-
  ветствующие им диапазоны допустимых значений толщин зонда для вариантов с 1 элек-
  тродом – 30–58 мкм, 2 и 3 электродами – 30–51 мкм, 4 и 5 электродами – 30–43 мкм, а для
  случая зонда с 6 и 7 электродами – 30–35 мкм. Выполнена оценка величины коррекции раз-
  мера маски, отражающая влияния условий травления на геометрию зонда.