13 januari 2004
Etsen van diepe groeven in silicium opgehelderd
STW-promovendus Michiel Blauw heeft de natuurkundige beperkingen van
het plasma-etsen van diepe, smalle microstructuren in silicium in
beeld gebracht. De promovendus heeft met zijn resultaten een etsproces
zodanig verbeterd dat nu gaatjes gemaakt kunnen worden met een diepte
die meer dan dertig keer de breedte bedraagt. Dit is van belang voor
de productie van gevoelige sensoren.
Tijdens zijn promotieonderzoek aan het Delfts Instituut voor
Micro-Electronica en Submicrontechnologie (DIMES) onderzocht technisch
natuurkundige Michiel Blauw fluor-gebaseerde plasma-etsprocessen. Een
plasma met een hoge ionendichtheid brandt als het ware een gaatje in
silicium. Voor vele toepassingen is het van belang om smalle, diepe
gaatjes te kunnen maken. De STW-promovendus bestudeerde hoe het plasma
de gaatjes maakt en hoe de zijwanden behandeld moeten worden om de
groef zo recht en diep mogelijk te kunnen maken.
Michiel Blauw wist onder andere de controle over het profiel van de
groeven in het zogenaamde Boschproces op twee manieren te verbeteren.
Bij het Boschproces zorgt een dunne polymeerlaag ervoor dat de
zijwanden niet weggeëtst worden door het plasma. De polymeerlaag komt
echter ook op de bodem terecht, waardoor het etsen van smalle diepe
groeven bemoeilijkt wordt.
Ten eerste voegde de onderzoeker een plasmapuls toe die de
polymeerlaag efficiënt van de bodem van de put verwijdert. Ook
optimaliseerde de promovendus de plasmapuls waarmee de zijwanden
werden behandeld, zodat er geen polymeerdepositie op de bodem van de
groeven plaatsvindt. Een maximale diepte-breedteverhouding van meer
dan dertig is hierdoor haalbaar geworden.
Het etsen van silicium gaat in principe in alle richtingen even snel.
Om smalle, diepe putten te krijgen, die nodig zijn voor gevoelige
sensoren, moeten de zijwanden ongevoelig gemaakt worden voor het
plasma. Dit ongevoelig maken heet passiveren. De onderzoeker gebruikte
hiervoor in verschillende experimenten het toevoegen van zuurstof of
het deponeren van polymeerlagen.
Plasma-etsprocessen hebben grote voordelen voor de fabricage van
bewegingssensoren zoals versnellingsmeters en gyroscopen. De sensor en
de elektronica voor signaalverwerking kunnen namelijk op één chip
geïntegreerd worden omdat de fabricageprocessen voor beide onderdelen
met elkaar verenigbaar zijn. Bovendien neemt de nauwkeurigheid van
deze apparaten sterk toe als de verhouding tussen diepte en breedte
van de geëtste microstructuren groot is.
Meer informatie bij
ir. Michiel Blauw (TU Delft, DIMES)
e-mail: blauw@dimes.tudelft.nl
of projectleider dr. E.W.J.M. van der Drift
tel. 015 2786009
e-mail: drift@dimes.tudelft.nl.
Promotie 19 januari 2004
promotoren prof. dr. ir. S. Radelaar en prof.dr. P.J. French (STW
Simon Stevin Meester 2001).
---
TOP Laatste wijziging: 13-01-2004
Reacties naar: webmaster@stw.nl
Technologie Stichting STW