Universiteit Twente

Cheops op microschaal

* 18 januari 2001, 16.45 uur

promotie drs. A.J. Nijdam, faculteit Elektrotechniek: 'Anisotropic wet-chemical etching of silicon pits, peaks, principles, pyramids and particles'

Piramiden met micrometer afmetingen zijn weliswaar prachtig om te zien, maar voor bouwers van microsystemen in silicium zijn ze vooral lastig. Voor toepassingen in bijvoorbeeld sensoren en actuatoren is een uiterst glad oppervlak gewenst, en dan verstoren dit soort 'uitsteeksels' een goede werking. De piramiden ontstaan bij het etsproces: met de natte 'anisotrope' etstechniek is het mogelijk allerlei driedimensionale vormen in silicium te maken, met een goedkope etsvloeistof zoals KOH, vergelijkbaar met natronloog. Promovendus Jasper Nijdam heeft de werking van deze etstechniek uitvoerig onderzocht. Hij stuitte onder meer op de piramidevorming en ging op zoek naar een verklaring. Logischerwijs zou het juist een vorm zijn die snel weggeëtst wordt: piramiden 'mogen' eigenlijk helemaal niet ontstaan. Doordat Nijdam bij toeval een andere verstoring opmerkte als gevolg van een vervuiling aan het oppervlak, zocht hij in die richting: er moeten deeltjes zijn die tijdens het etsen ontstaan en die het etsproces vertragen. Een paar deeltjes gaan dan de top van de piramide vormen, door beweging van meer deeltjes in de richting van de top ontstaat een regelmatige vorm. Simulaties met dit mechanisme geven inderdaad sterke overeenkomst met de werkelijke vorm. Welk deeltje precies de opmars vormt, is nog niet bekend, waarschijnlijk is het een silica-gel die als bij-product ontstaat. Behalve piramiden ontstaan bijvoorbeeld ook putjes en andere verstoringen, die een andere oorsprong hebben die Nijdam ook heeft onderzocht. Heet onderzoek, dat samen met de Katholieke Universiteit Nijmegen is verricht, levert een schat aan kennis op over het etsproces, bijvoorbeeld over het verband tussen de afmetingen en de ets-snelheid.

Meer informatie is ook te vinden op
http://www.el.utwente.nl/tt/projects/wetchem/index.html