wafer (100) wafer (110) wafer (111) y x

Transcript

1 wafer (100) wafer (110) wafer (111) z z z y y y x x x

2 Scanning Electron Microscope (SEM) image

3 - Processi di deposizione di strati sottili di materiali i) Physical Vapor Deposition

4 ii) sputtering

5 A) PROCESSI A LIVELLO DI WAFER i ) adesione diretta richiede temperature altissime (~1000 C)

6 ii) Bonding anodico A) PROCESSI A LIVELLO DI WAFER questa tecnica di adesione viene usata solo per attaccare certi vetri ai conduttori ( o al silicio) riscaldatore V + _ silicio vetro riscaldatore il meccanismo responsabile dell adesione anodica è la mobilità degli ioni di ossigeno verso l interfaccia, dove si legano con il silicio (si forma il legame) T ~ 500 C V ~ V un ottimo candidato è il Pyrex 7740 (coeff. di espansione termica simile a quello del Si).

7 B) PROCESSI DI TRASFERIMENTO DEL PATTERN GEOMETRICO Realizzazione della geometria (layout) desiderata: 1) processo litografico (trasferimento dell immagine desiderata sul film di fotoresist che copre la fetta di silicio) 2) processo chimico o fisico di rimozione o aggiunta di materiali per creare il dispositivo

8 B) PROCESSI DI TRASFERIMENTO DEL PATTERN GEOMETRICO 1) Processo litografico Deposizione del polimero fotosensibile (resist)

9 B) PROCESSI DI TRASFERIMENTO DEL PATTERN GEOMETRICO 1) Processo litografico Trasferimento del pattern geometrico al materiale fotosensibile

10

11 negative resist positive resist si pulisce la superficie dal resist residuo si fa l attacco chimico dell ossido si fa l attacco chimico del resist indurito

12 2) processo chimico o fisico di rimozione o aggiunta di materiali: trasferimento del pattern geometrico al wafer

13 B) PROCESSI DI TRASFERIMENTO DEL PATTERN GEOMETRICO i) attacco chimico isotropo: L aggettivo isotropo indica che la quantità di materiale rimosso non dipende dall orientazione del substrato; l attacco è laterale come verticale metal Si

14 B) PROCESSI DI TRASFERIMENTO DEL PATTERN GEOMETRICO ii) attacco chimico anisotropo: [110] TOP VIEW A [110] [111] B B [100] 54,7 A

15 B) PROCESSI DI TRASFERIMENTO DEL PATTERN GEOMETRICO ii) attacco chimico anisotropo: Wet Etching of (100) Silicon Wafer

16 B) PROCESSI DI TRASFERIMENTO DEL PATTERN GEOMETRICO ii) attacco chimico anisotropo: Come usare questa proprietà per creare delle strutture sospese? [110] A [110] A A dopo aver superato i punti di incontro dei piani (111) è comunque dominante l attacco lungo [110] cioè: A

17 B) PROCESSI DI TRASFERIMENTO DEL PATTERN GEOMETRICO iii) RIE

18 DEEP REACTIVE ION ETCHING (DRIE) combinazione di processi alternati di RIE con plasma SF C 4 F8 di 6 e. SF6 C 4 F 8 fase di passivazione con fluoro - polimero. SF 6 riesce a rimuovere il polimero nel fondo ma non nei lati SF 6 C 4 F 8 - esafluoruro di zolfo - polifluorocarburo 1um/0.2um

19 DEEP REACTIVE ION ETCHING (DRIE)

20 LIGA é l acronimo tedesco di: LIthographie Galvanoformung Abformung Processo di fabbricazione LIGA Consiste in tre passi: litografia ricopertura per elettrolisi stampo

21 Processo di fabbricazione LIGA (x,z) per penetrare il fotoresist fino in profondità e con lati ben definiti si deve usare una luce altamente collimata ad alta energia nell intervallo dei raggi X la forma desiderata viene realizzata con alta precisione. (x,y) Quando viene eliminata la parte non indurita ho uno stampo in plexiglass della struttura con un altezza di μm!

22 Processo di fabbricazione LIGA Passo allora a riempire lo stampo con metallo per deposizione elettrochimica ed ottenere una forma in metallo con un fattore di forma altissimo metallo

23 Processo di fabbricazione LIGA

24 Processo di fabbricazione LIGA

25 Processo di fabbricazione LIGA

26 TOP VIEW (x,y) SURFACE MICROMACHINING CROSS SECTION (x,z) ossido superficiale silicio poly attacco chimico isotropo selettivo realizzazione di una trave in silicio poly

27 Electrostatically actuated micromechanical switches using surface micromachining

28

29

30 BULK MICROMACHINING back (ricoperto di nitruro di silicio) ( 100 ) p + top p + p +

31 BULK MICROMACHINING

32 BULK MICROMACHINING