Komputerowa symulacja trawienia struktur przestrzennych w podłożach krzemowych o różnych orientacjach krystalograficznych

• Autorzy: Zubel I. , Kramkowska M. , Rosiek S. , Kosiński M.

Warianty tytułu

EN

Computer simulation of etching of spatial structures in silicon substrates with different crystallographic orientations

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Trawienie anizotropowe krzemu jest procesem szeroko stosowanym w technologii struktur MEMS i MOEMS. Przy projektowaniu skomplikowanych urządzeń często niezbędne jest przewidywanie kształtów trawionych struktur. Opracowano program komputerowy do symulacji anizotropowego trawienia przestrzennych struktur krzemowych. Podstawą opracowania programu była analiza kształtów struktur przestrzennych uzyskanych doświadczalnie w wyniku trawienia wobec maski tlenkowej podłoży o różnych orientacjach krystalograficznych. Stwierdzono, że struktury trawione w roztworach wodorotlenku potasu nasyconych dodatkami organicznymi z grupy alkoholi, bez względu na orientację trawionego podłoża i rodzaj dodanego alkoholu, ograniczone są płaszczyznami o takich samych wskaźnikach (hkl). Różnice kształtów struktur wynikają z różnego usytuowania i nachylenia tych płaszczyzn w stosunku do trawionego podłoża. Założono, że trawienia przebiega zgodnie z geometrycznym modelem, a szczególną rolę odgrywają płaszczyzny o szybkościach trawienia najmniejszych w poszczególnych pasach krystalograficznych. Wykorzystując otrzymane wyniki doświadczalne i teoretyczną analizę zagadnienia, opracowano na bazie programu MATLAB aplikację umożliwiającą wygenerowanie obrazu wytrawionej struktury w skali 2D lub 3D. Poprawność działania programu została zweryfikowana przez porównanie wyników symulacji z rzeczywistymi strukturami. Duża zgodność większości symulowanych struktur świadczy o poprawności przyjętych założeń.

EN

fabrication. Prediction of shapes of the etched structures is necessary to design sometimes very complex devices. It allows one to avoid time consuming experiments. A computer program for the simulation of silicon anisotropic etching of different spatial structures has been elaborated. The program was developed on the basis of the analysis of shapes of the experimental structures obtained in result of etching of the patterned silicon substrates with different crystallographic orientations. It was shown that the structures etched in potassium hydroxide solutions saturated with organic additives from the alcohol group tend to be bound with some particular crystallographic planes, which are common either for concave or convex structures. The differences in the shapes result from different arrangement and inclination of the planes in differently oriented Si substrates. It was assumed that the etching process proceeds according to the geometrical model and that the planes with the lowest etch rates play a particular role in the process. The simulation program was designed in MATLAB environment, enabling 2D or 3D visualization of the etched structures. The correctness of the computational program has been verified by comparison of the simulation results with the experimentally etched structures. Good agreement between the simulation and experimental results proves the validity of the presumed assumptions and correctness of the elaborated program.

Słowa kluczowe

PL

krzem; trawienie anizotropowe; symulacja komputerowa

EN

silicon; anisotropic etching; computer simulation

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania
• Rocznik: 2008
• Tom: Vol. 49, nr 1
• Strony: 45--47
• Opis fizyczny: Bibliogr. 2 poz., il., wykr.

Twórcy

autor

Zubel I.

autor

Kramkowska M.

autor

Rosiek S.

autor

Kosiński M.

• Politechnika Wrocławska, Wydział Elektroniki Mikrosystemów i Fotoniki

Bibliografia

• [1] Zubel I., Kramkowska M., J.: Micromech. Microeng. 15(2005) 485-493.
• [2] Zubel I., Kramkowska M., Wójcik R.: XXVII International Conference and Exhibition IMAPS, 2003, pp. 292-295.