Исследование процесса электрохимического стоп-травления кремния при изготовлении кантилеверов

Исследование процесса электрохимического стоп-травления кремния при изготовлении кантилеверов

Анизотропное травление в растворе гидроксида калия с электрохимической остановкой широко применяется при формировании тонких кремниевых мембран чувствительных элементов в различных микроэлектромеханических устройствах. Однако данные об исследовании электрохимического стоп-травления для p - n -переходов, сформированных на рельефной поверхности кремния, практически отсутствуют. В работе изучен процесс электрохимического стоп-травления в растворе гидроксида калия для структур с применением слоев кремния n -типа, сформированных методом диффузии на кремниевых подложках p -типа с гладкой и рельефной поверхностью. Обнаружено, что при использовании двухэлектродной схемы с подачей на n -слой положительного (относительно раствора) напряжения для структуры с n -слоем, сформированным на гладкой поверхности, остановка травления происходит на границе p - n -перехода. В результате удалось сформировать мембрану достаточно однородную по толщине на всей площади пластины. При использовании двухэлектродной схемы для структуры с рельефной поверхностью при травлении плотность тока в 70-100 раз больше, чем в случае гладкой поверхности, травление неоднородно по пластине и останавливается задолго до достижения p - n -перехода. Найдено, что для структуры с рельефной поверхностью при использовании схемы с двумя источниками напряжения и дополнительной подачей на p -подложку отрицательного (относительно раствора) напряжения около -2,0 В остановка травления происходит на границе p - n -перехода. И в этом случае получена кремниевая мембрана достаточно однородная по толщине на всей площади пластины. Получены зависимости плотности тока между n -слоем кремния и раствором от времени травления для структур с гладкой и рельефной поверхностями, которые позволяют определять окончание процесса травления.
Андрей Викторович Новак
Национальный исследовательский университет «МИЭТ», г. Москва, Россия; ОАО «Ангстрем», г. Москва, Россия; ОАО «Ангстрем», г. Москва, Россия
Виктор Рудольфович Новак
ООО «НТ-МДТ», г. Москва, Россия
Поделиться