研究目的
研究通过湿法化学蚀刻法制备的二氧化硅微悬臂梁(MCs)固定端下方硅中形成的凸角处残余应力的性质。
研究成果
研究揭示了SiO2微悬臂梁固定端下方硅材料凸角锐边附近存在拉应力,这归因于不连续区域产生的局部应力。通过拉曼光谱估算的残余应力性质得到了有限元模拟结果的验证。显微拉曼分析还发现蚀刻硅表面存在拉应力,这是由覆盖蚀刻特征的天然氧化层诱导产生的应力所致。
研究不足
该研究聚焦于SiO2微悬臂梁固定端下方硅中凸角处产生的残余应力以及刻蚀后的硅表面。未探讨不同刻蚀方法或材料等其他因素对残余应力的影响。
1:实验设计与方法选择:
采用可见光激发的显微拉曼光谱研究释放SiO2微腔后底层硅凸角处及刻蚀硅表面的残余应力,有限元模拟用于验证残余应力估算结果。
2:样品选择与数据来源:
使用双面热氧化生长225nm SiO2的Si<100>晶圆,通过TMAHw溶液各向异性湿法化学刻蚀硅制备SiO2微腔。
3:实验设备与材料清单:
显微拉曼光谱仪(inVia;英国雷尼绍)、原子力显微镜、三维光学显微镜(Contour GT-K,美国布鲁克)、直写激光器(DLW,型号LW 405B,意大利Microtech公司)、正性光刻胶(AZ1512 HS,德国Microchemicals GmbH公司)、缓冲氢氟酸、TMAHw溶液。
4:实验流程与操作步骤:
SiO2微腔制备包括DLW光刻图形化、缓冲氧化物刻蚀(BOE),最后采用TMAHw溶液各向异性湿法化学刻蚀硅释放微腔,残余应力测量通过显微拉曼光谱完成。
5:数据分析方法:
基于声子形变势估算应力,并通过有限元模拟验证结果。
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获取完整内容-
3D optical microscope
Contour GT-K
Bruker
Used to measure the initial bending profile of the released microcantilevers.
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Micro-Raman spectrometer
inVia
Renishaw
Used to measure the residual stress in underlying Si at the fixed end of SiO2 microcantilevers and on etched Si surfaces.
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Direct laser writer
LW 405B
Microtech
Used to generate a pattern for the cantilever beam on SiO2 layer.
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Positive photo resist
AZ1512 HS
Microchemicals GmbH
Used for spin coating on the cleaned wafers for patterning.
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