用于MEMS封装的深硅刻蚀工艺研究

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随着MEMS技术的发展,MEMS器件上的微结构从之前单一的表面结构向更为复杂的三维空间立体结构加工方法发展,高深宽比结构的加工则是其中一个重要的方向。深硅刻蚀技术作为高深宽比结构的加工方法已成为国内外的研究热点。由Robert Bosch公司持有专利的交替往复式工艺(Bosch工艺)主要用于深硅刻蚀,是目前应用最广泛也是发展最成熟的深硅刻蚀工艺。交替往复式工艺能够达到很大的深宽比和选择比。而RIE-ICP刻蚀系统可独立控制等离子体密度和离子轰击能量、刻蚀速率高、结构简单、成本低、工艺稳定性强,占据着深硅刻蚀市场主要地位。本论文通过对掩蔽层图形化工艺的实验和掩蔽层材料的选择以及利用RIE-ICP刻蚀系统进行深硅刻蚀工艺参数的优化研究,实现了硅通孔的加工。
　　本论文的主要研究内容如下:
　　1.通过实验的方式设计并验证了掩蔽层图形化的相关工艺参数。成功地将图形由光刻板准确地转移到了掩蔽层上,为后续深硅刻蚀做好准备。
　　2.通过对刻蚀原理的分析,研究了深硅刻蚀工艺参数与形貌特性及主要工艺要求之间的关系,为后续的工艺参数制定奠定了理论基础。
　　3.通过大量实验确定掩蔽层的刻蚀速率与深硅刻蚀工艺参数的关系,并确定了光刻胶作为掩蔽层的材料。
　　4.综合考虑了硅通孔的刻蚀深度、刻蚀速率、侧壁倾角、刻蚀选择比、扇形褶皱等因素,设计并逐步完善了深硅刻蚀工艺参数,最终实现了深度179μm、刻蚀速率10μm/min、侧壁倾角90.9°、光刻胶刻蚀选择比147:1、扇形褶皱尺寸126.6nm的硅通孔。

著录项

作者
唐滨;
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作者单位

天津大学;

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授予单位天津大学;
学科仪器科学与技术
授予学位硕士
导师姓名庞慰;
年度 2012
页码
总页数
原文格式 PDF
正文语种中文
中图分类制造工艺及设备;
关键词
微机电系统; 电子封装; 深硅刻蚀工艺; 参数优化;

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