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Microfabricação em Substrato - I 3

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Microfabricação em substrato via Corrosão anisotrópica úmida do Si

Fabricação de: •  Cavidades, •  Canais, •  Membranas, •  Furos, •  Hastes

Note: •  Inclinação das

paredes (planos cristalográficos)

•  Corrosão pelas 2 faces

•  Necessidade de interromper a corrosão (membranas)

Importante :

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Corte no plano (100)

Corte no plano (110) Corte no plano (111)

Planos Cristalinos na lâmina de Si (100)

Planos Cristalinos na lâmina de Si (100)

Corte nos planos (100), (110) e (111) •  Note o ângulo dos planos com relação ao chanfro e com relação à superfície

Relação Largura x Profundidade ? 6

Corrosão anisotrópica úmida de Si (100)

Cavidade quadrada simples, com laterais paralelas ao chanfro (perpendiculares à direção [110])

Laterais paralelas ao chanfro

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Corrosão anisotrópica úmida de Si (100)

Cavidade quadrada com laterais inclinadas 45º em relação ao chanfro (e à direção [110])

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Corrosão anisotrópica úmida de Si

Porque a orientação das laterais no material de mascaramento altera o resultado da corrosão (produzindo “under-etch”) ?

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Os átomos na região sob as bordas do material de mascaramento pertencem a planos cristalográficos diferentes, portanto, possuem probabilidades diferentes de ser removidos durante a corrosão.

Note as células inclinadas com relação às laterais da abertura no material de mascaramento

Note as células paralelas às laterais da abertura no material

de mascaramento

Corrosão anisotrópica úmida de Si (100)

Exemplo

t1 t2 t3

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Exercício

Utilize o programa simMEMS para simular as seguintes corrosões. Em cada caso estude a evolução da corrosão em diferentes tempos, visualizando a topografia das cavidades desde diferentes ângulos. Entregar os resultados impressos na próxima aula para diferentes tempos de corrosão em visualização 2D (vista superior) e 3D (visualização “default” do programa, com ângulos -60o, 0o 30o).

100, 200 e 400 200, 300 e 600

100, 200 e 300 100, 200 e 300

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“Under-etch em função do ângulo

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to t1> to

t2> t1 t3> t2

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Medida da taxa de “under etch”resultante

Tx(θ)

Para os ângulos do slide anterior Para ângulos entre 0o e 90o

Tx(θ)

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‘Wagon Whell” “roda de carroça”

“Under-etch” em todas as direções : H. Seidel et.al., J. Electrochem. Soc., (1990)

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Resultado para WW de 15o em 15o

to t1> to

t2> t1 t3> t2

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Resultado para WW de 2o em 2o

Experimental

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Resultado para WW de 2o em 2o

Vista em perspectiva sem material de mascaramento

Note :

•  a inclinação diferente das paredes para cada ângulo

•  a taxa de “under-etch” é a corrosão dos planos ?

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Lâmina (100) Lâmina (110)

EDP (tipo T, 95 oC)

Diagramas experimentais da Corrosão Lateral H. Seidel et.al., J. Electrochem. Soc., (1990)

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Lâmina (100) Lâmina (110)

KOH (50%, 78 oC)

Diagramas experimentais da Corrosão Lateral H. Seidel et.al., J. Electrochem. Soc., (1990)