硅
晶态硅又分为单晶硅和多晶硅,它们均具有金刚石晶格,晶体硬而脆,具有金属光泽,能导电,但导电率不及金属,且随温度升高而增加,具有半导体性质。晶态硅的熔点1410C,沸点2355C,密无定形硅是一种黑灰色的粉末。
用硅来做MEMS产品,主要应用(100)或(110)的晶圆,在各向异性腐蚀法实现腐蚀的过程中,采用湿法腐蚀和干法腐蚀,其中干法刻蚀与晶体的晶向没有直接的关系,仅靠轰击硅片表面的高能粒子的方向来实现控制,而湿法腐蚀则主要依靠不同晶面的腐蚀速率之间的差异来实现的。例如,在诸如悬臂梁、桥、凹坑结构的实现中,
采取100面的晶圆加工,沿<110>晶向做掩膜,然后在碱性溶液KOH或NaOH中腐蚀,可以实现与100面夹角为54.7°的{111}光滑面,这在压力传感器等结构的制作中经常用到。 另外,也有采用(110)硅片加工(110)面是MEMS中用途最广泛的晶面之一,而且湿法腐蚀(110)硅片时,表现出与(100)硅片不同的特性,在(110)硅片上腐蚀制作出垂直于衬底的{111}面,可以提供大面积/高质量的光学表面,在光学领域具有广泛的应用。下图给出(110)硅片上存在{111}面方位及其各向异性掩膜腐蚀截面 ,(1)(2)(3)分别表示了(110)硅片中存在{111}面的三个方位,沿着这三个方位做定向掩膜腐蚀,方位(1)和(2)形成U型沟槽,而(3)方位则形成V型沟槽。U型沟槽的侧壁是与表面(110)
̅1)̅11̅)̅1̅)和(1̅11)面,这四个{111}面两两平行,面相垂直的{111}面,分别是(11(1(11
̅)面,与(110)面的夹角为彼此间夹角为70.53°,V型槽的两侧壁为(111)面和(111
35.26°。形成V型沟槽的方位(3)与(110)硅片定位面(111)面的夹角为54.5°。
两面夹角计算公式: