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引言

? ? ? 分析化學(xué)小型化的一個方便的起點在于使用單晶硅作為起始材料，微加工作為使能技術(shù)，濕化學(xué)蝕刻作為關(guān)鍵的微加工工具。在這次可行性研究和學(xué)習(xí)中都起到了關(guān)鍵作用。

? ? ? 這項工研究的主要目的是評估不同的各向異性蝕刻劑，用于柱、分裂器和幾何圖案的其他變體的微機械加工，這些幾何圖案可以用作構(gòu)建更復(fù)雜的微機械加工結(jié)構(gòu)的構(gòu)造，所以具被用于化學(xué)分析的應(yīng)用。

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實驗

質(zhì)量保證?

? ? ? 二氧化硅或硅、鈉的蝕刻速率很小,蝕刻在透明溶液中進行，因此 可以對蝕刻過程進行可視化監(jiān)控。通過向蝕刻溶液中加入少量的硅可以抑制 鋁的蝕刻。祕、銘、鈦和飽沒有被蝕刻，但是銅、鐐和鋅被蝕刻。各向異性不如氫氧化鉀好。蝕刻必須在惰性氣體覆蓋下進行，甚至I非常薄的二氧化硅層也足以防止蝕刻。因此，有必要在蝕刻之前立即將晶片 浸入氫氟酸中。

? ? ? KOH的主要缺點是它以可觀的速率攻擊二氧化硅掩模,因此需要SigNa掩模，特別是 如果要使用深度蝕刻。當試圖將片上電路與微加工結(jié)構(gòu)結(jié)合時，會產(chǎn)生額外的問題?！袄纾X 金屬化和焊盤受到氫氧化鉀的侵蝕，必須受到保護(因此需要額外的掩模或使用其他蝕刻劑)， 蝕刻過程中釋放的Nat和K+可能會污染金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管的柵極。這些問題已經(jīng)通過從1 背面蝕刻硅晶片或使用非堿金屬基蝕刻劑如月井或乙二胺來解決。

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相互比較和蝕刻劑選擇

? ? ? 這些蝕刻劑的一個共同缺點是在蝕刻表面上有白色殘留物示例如圖2所示。雖然它們的形成取決于實驗條件，但是當使用深度蝕刻時，通常會觀察到它們。這是這項工作中的一個重要考慮因素，因 為這種蝕刻是必要的。一個例子是高縱橫比微通道的制造，該微通道可用' 于將化學(xué)物質(zhì)從入口輸送到檢測器，再輸送到出口。由于使用不同的實驗’ 條件，很難進行進一步的相互比較。此外，各向異性蝕刻的機理還沒有完， 全理解，盡管基于軟件的蝕刻模擬器開始出現(xiàn)，蝕刻劑的選擇大多基于試探法。預(yù)測在晶片上蝕刻圖案后獲得的形狀的困難引發(fā)了反復(fù)試驗' 研究，下面描述了一個這樣的研究。

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從圖案到形狀

? ? ? 蝕刻結(jié)果的部分掃描電鏡照片所示。為了能夠進行相互比較，將為每個圖案和蝕刻劑獲得的蝕刻形狀的表面肌電信號放置在同一圖形上。為了更仔細地： 檢查蝕刻表面，在某些情況下使用了更高的放大率。使用主觀評價標準，如掩模的， 底切、蝕刻角和邊緣的銳度、蝕刻表面和殘留物的質(zhì)量以及金字塔的形成，對照片; 進行視覺檢查。

? ? ? 定性蝕刻結(jié)果總結(jié)在表2和3中。由于SE Ms顯示的結(jié)果在許多情況下是不言自明的: ，-因此將只給出簡短的描述。

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結(jié)論

? ? ? 與微機電系統(tǒng)和微電子學(xué)類似，實驗條件對蝕刻圖案的形狀有顯著影響。此外，發(fā)現(xiàn)晶片上圖案的幾何形狀是定義蝕刻形狀的一個重要變量，在對結(jié)構(gòu)進行微加工以進 行化學(xué)分析時應(yīng)予以考慮總的來說，可以得出結(jié)論，在獲得可用的微加工結(jié)構(gòu)之前，需要大量的實驗。