Obtenção de microestruturas de silício utilizando a tecnologia do silício poroso como camada sacrificial.

• Ano de defesa: 2003
• Autor(a) principal: Dantas, Michel Oliveira da Silva
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
• Palavras-chave em Português: Anodização; Anodizing; Circuitos integrados; Integrated circuits; Silício; Silicon
• Link de acesso: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3140/tde-02102024-103553/

Este trabalho apresenta a potencialidade da utilização do silício poroso (PS) para a fabricação de microestruturas de silício (Si), sendo compatível com os processamentos de circuitos integrados (C.I.), já existentes e consolidados na Microeletrônica. Nesta tecnologia proposta, o PS é utilizado como camada sacrificial e é formado seletivamente através de mascaramentos à anodização por implantação iônica de hidrogênio (I.I.H+) e recozimentos térmicos adequados. São discutidas as vantagens de utilizar-se este procedimento na obtenção de microestruturas de Si, comparando-o com as principais técnicas atualmente utilizadas. Microestruturas convencionalmente utilizadas em dispositivos sensores como pontes, membranas e \"cantilevers\" foram projetadas e implementadas com o objetivo de definir-se regras de projeto para serem utilizadas com esta tecnologia. Destaca-se, entre os resultados obtidos, a obtenção de microagulhas de Si cônicas e piramidais com altura em torno de 50µm, mas que pode ser extensivo a alturas maiores, e extremidade com diâmetro inferior a 1µm. Através desta técnica demonstrou-se que é possível obter-se membranas de Si com espessuras variadas, adequando-se a dose de implantação de H+ e adicionando-se processos de recozimento térmico convencional (CTA) posteriores ao RTA. Também são discutidos os efeitos relacionados à taxa diferenciada da formação do PS em função das áreas de Si expostas à anodização e da proximidade entre os mascaramentos. O efeito de coalescência de bolhas de H´IND.2´ gerado durante a remoção do PS, que afeta principalmente às estruturas do tipo \"cantilever\", é minimizado alterando-se a concentração do KOH, solução utilizada para remoção do PS em temperatura ambiente. Por fim, são apresentados resultados preliminares da utilização de regiões n+, obtidas por processos de difusão ou implantação de fósforo como mascaramento à anodização, e comparados com os resultados da técnica de mascaramento por I.I.H+ aqui proposta. As principais limitações para formação de microestruturas de Si com dimensões elevadas, caracterizadas neste trabalho, são o elevado tempo de anodização e dificuldade na remoção de camadas porosas espessas, que podem ser minimizadas com a implementação de áreas adicionais ao processo eletroquímico nos respectivos mascaramentos. Baseado nos resultados obtidos, conclui-se que a tecnologia do PS demonstrou ser uma excelente alternativa para fabricação de micromecanismos, apresentando vantagens em relação às atuais técnicas empregadas para tal fim por ser um processamento simples e que permite uma excelente definição das microestruturas fabricadas.