Details

Данная работа посвящена изучению основных физико-химических закономерностей процесса смешанного плазмохимического глубокого анизотропного травления монокристаллического кремния на установке с индуктивно связанной плазмой и разработке на этой основе технологии глубокого анизотропного травления кремния. В связи с этим в ходе выполнения работы были экспериментально определены характер влияния основных технологических параметров (мощность источника, напряжение смещения, давление в реакционной камере, расходы газов SF6, C4F8, O2 в реакционной смеси) на параметры травления (скорость, селективность травления, «растрав» структуры и угол наклона стенки профиля окна травления) при формировании глубоких структур в кремнии. В результате был проведён контрольный эксперимент по получению направленной кремниевой структуры с аспектным отношением не менее 5:1 и разработана технология смешанного направленного глубокого плазмохимического травления монокристаллического кремния. Работа проведена на базе ФГАОУ «СПбПУ Петра Великого», где собиралась значительная часть фактического материала. Были проведены эксперименты на установке для плазмохимического травления различных материалов электронной техники при различных условиях протекания процесса травления. Изучение образцов после процессов травления проводилось с использованием сканирующего электронного микроскопа. Был проведён анализ экспериментальных данных, по результатам которого было определено, каким образом технологические параметры влияют на полученные структуры в кремнии.

This work is devoted to the study of the main physicochemical laws of the process of mixed plasma chemical deep anisotropic etching of monocrystalline silicon on an inductively coupled plasma installation and the development on this basis of the technology of deep anisotropic high-speed etching of silicon to create membranes 5-20 μm thick. In this regard, in this work, the nature of the influence of the main technological parameters (source power, bias voltage, pressure in the reaction chamber, the percentage of SF6/C4F8/O2 gases in the reaction mixture) on the etching parameters (rate, etching selectivity, undercutting of structures and the angle of inclination of the etching window profile) during the formation of deep structures in silicon were determined. As a result, a final experiment was carried out to obtain a vertical silicon structure with a depth of more than 300 microns and a technology of mixed directional deep plasma-chemical etching of monocrystalline silicon was developed in order to manufacture membranes for pressure sensors. The work was carried out in Peter the Great SPbPU, where a significant part of the factual material was collected. Experiments were carried out on an installa-tion for plasma-chemical etching of various materials of electronic technology under various conditions of the etching process. The analysis of the samples after the etching processes was carried out using a scanning electron microscope. Calcula-tions were carried out to show how technological parameters affect the result of silicon etching.