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