Anizotropia trawienia i piezorezystancji w kryształach półprzewodników : przykłady wykorzystania w przyrządach MEMS

• Autorzy: Łysko J. M.

Warianty tytułu

EN

Etching and piezoresistance anisotropy in semiconductor crystals : application examples in MEMS devices

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Podstawowe właściwości krystalograficzne zostały zaczerpnięte z literatury do opisu anizotropowych właściwości kryształu krzemu-anizotropowego trawienia i zjawiska piezorezystancji, które również jest funkcją kierunku krystalograficznego. Te właściwości anizotropowe są szeroko stosowane w krzemowych technologiach MEMS. Stosując model dwuwektorowego anizotropowego trawienia w roztworach alkalicznych można wyjaśnić powody różnic szybkości trawienia w różnych kierunkach krystalograficznych krystalicznego podłoża, jak również prawie idealnie atomowąjakość powierzchni uzyskiwaną po anizotropowym trawieniu. Model piezorezystancji zaproponowany przez Bira i Pikusa został wykorzystany do oszacowania współczynników piezorezystancji technologii opracowanej w ITE dla czujników przyspieszenia i ciśnienia. Zaprezentowano kilka przykładów krzemowych struktur wytworzonych przy użyciu trawienia anizotropowego.

EN

Basic crystalographic properties from the literaturę are taken to describe two anisotropic properties of the silicon crystal-anisotropic etching and piezoresistance effect, which is also crystal direction dependent. These anisotropic properties are widely used in silicon MEMS techology. Two-vector model of anisotropic etching in alkaline solution is proposed. With use of this model one can explain difference between etch rates in different crystallographic directions of the crystal substrate, as well as almost perfect atomie grade surface quality obtained after anisotropic etching. Bir and Pikus piezoresistance model is applied to estimate piezoresistance coefficients for the given technology developed for the acceleration and pressure sensors in ITE. Several examples of the silicon chips which were fabricated with use of etching anisotropy phenomena are presented.

Słowa kluczowe

PL

krzem; struktura krystaliczna; trawienie anizotropowe; piezorezystancja

EN

silicon; crystal structure; anisotropic etching; piezoresistance

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania
• Rocznik: 2008
• Tom: Vol. 49, nr 2
• Strony: 77--87
• Opis fizyczny: Bibliogr. 12 poz., il., rys., tab., wyk

Twórcy

autor

Łysko J. M.

• Instytut Technologii Elektronowej, Warszawa

Bibliografia

• [1] Zubel I.: The influence of atomic configuration of (hkl) planes and adsorption processes associated with anisotropic etching of silicon. Sensors and Actuators, A94 (2001) 76-86.
• [2] Zubel I.: Silicon anisotropic etching in alkaline solutions III: On the possibility of spatial structures forming in the course of Si(100) anisotropic etching in KOH and KOH+IPA solutions. Sensors and Actuators, A84 (2000) 116-125.
• [3] Barycka I., Zubel I.: Silicon anisotropic etching in KOH-isopropanol etchant. Sensors and Actuators, A48 (1995) 229-238.
• [4] Howes M.J., Morgan D.V.: Gallium arsenide. Materials, devices, and circuits. Ed. John Wiley & Sons, Chichester-NY-Brisbane-Toronto-Singapore 1985.
• [5] Compound Semiconductor Devices. Structures and Processing. Ed. Jackson A.K., Wiley-VCH, Weinhem-NY-Chichester-Brisbane-Singapore-Toronto 1998.
• [6] Friedrich A.P.: Silicon piezotunneling strain sensor. Series in Microsystems, vol.2, ed. Υ Hartung-Gorre Verlag, Konstanz 1999.
• [7] Toriyama T., Sugiyama S.: Analysis of piezoresistance in p-type silicon for mechanical sensors. Journal of Microelectromechanical Systems, 11-5 (2002) 598-604.
• [8] Bir G.L., Pikus G.E., Symetria i odkształcenia w półprzewodnikach. PWN, Warszawa 1977.
• [9] Sensors. A comprehensive survey. Vol. 7: Mechanical sensors. Ed. Göpel W., Hesse J., Zemel J. N., VCH, Weinheim-NY-Basel-Cambridge-Tokyo 1994.
• [10] Belu-Marian A., Candet E., Devenyi A.: Chapter3: Piezoresistive sensors. Thin Film Resistive Sensors, ed. P. Ciureanu, S. Middelhoek, Bristol-Philadelphia-NY 1992.
• [11] Łysko J.M.: Pojemnościowo-piezorezystywny, krzemowy czujnik przyspieszenia. Sprawozdanie z realizacji indywidualnego projektu badawczego KBN, nr 8 T11B 053 14.
• [12] Brzózka Z.: Mikrosystemy do kompleksowej analizy mediów wieloskładnikowych. Sprawozdanie z PBZ 1915.