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引言
晶體具有壓電性，并且由于其優(yōu)異的彈性特性，在工業(yè)中廣泛應(yīng)用，特別是在振動器中，?關(guān)于其加工方法的研究，雖然進(jìn)行了部分研究，但系統(tǒng)的研究并不多見，本研究報告了這種情況，以及在未來的工業(yè)中可能需要的濕法蝕刻加工方法，主要報告了以AT板為中心的濕法蝕刻加工方法。
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蝕刻各向異性
蝕刻包括各向同性蝕刻和各向異性蝕刻，各向同性蝕刻在所有方向上以相同的速度進(jìn)行蝕刻，各向異性蝕刻在特定方向上選擇性地進(jìn)行蝕刻。為了解決各向異性蝕刻的問題，因為每個晶面具有不同的蝕刻速率，所以蝕刻速率高度依賴于晶體方向。這被認(rèn)為與蝕刻方向有關(guān)，例如晶體的反應(yīng)方向和蝕刻顆粒的運動方向。在晶體的情況下，與Si相比，其各向異性非常大。
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蝕刻截面形狀的預(yù)測
通過在AT切割晶體板的表面上濺射金屬來形成掩模圖案，并且考慮蝕刻時的橫截面形狀，由于蝕刻的速度根據(jù)晶面的角度而不同，因此通過根據(jù)角度的各種蝕刻獲得橫截面形狀。 （圖1）由于其截面形狀是預(yù)測的，因此本研究實際觀察了截面，并將其形狀與預(yù)測的形狀進(jìn)行了比較。
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圖1 蝕刻截面形狀
晶體刻蝕量的控制
對100μm的晶體晶片進(jìn)行濕法蝕刻，在這種情況下，通過蝕刻劑（氟化銨水溶液）的濃度和蝕刻時間來控制蝕刻后剩余的晶體的厚度（參見圖2）。實驗工程的概要如下所示：①清洗基板（晶體AT板）； ②通過濺射將Cr、Au粘附到基板的兩面； ③在基板上涂上光刻膠，進(jìn)行曝光、顯影； ④蝕刻Cr、Au，去除光刻膠；（5）用氟化銨水溶液蝕刻襯底； ⑥對制作的樣品進(jìn)行評價。
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圖2 蝕刻后的截面圖
蝕刻模擬器
模擬器由2個要素構(gòu)成，在第一階段中，確定晶體的所有方向上的蝕刻速率，在第二階段中，使用它來預(yù)測最終蝕刻形狀。蝕刻速率的預(yù)測]為了獲得所有方向上的蝕刻速率，制備沿著代表性晶面切割的晶片，測量蝕刻速率，并且通過插值獲得它們之間的值。 晶體的晶軸以120°的間隔存在，并且在與X軸相同的平面中垂直于X軸的軸被稱為Y軸，并且垂直于X和Y軸的軸被稱為Z軸，關(guān)于晶片角度的選擇，使用圍繞X軸的15種類型和圍繞Y軸的6種類型，通過使用在[蝕刻形狀預(yù)測]上獲得的蝕刻速率來預(yù)測通過蝕刻實際形成的晶片的形狀。
基本上，從快速蝕刻的表面進(jìn)行蝕刻，并且留下最慢方向上的表面。 晶體的平衡形式是從晶體內(nèi)的一個點到取向i的晶體的晶體表面的垂直距離hi與表面的表面能密度γi的比率恒定的形式，?因此，確定蝕刻形狀以使∫（etch rate）dA最小化。