Igazgató: Prof. BÁRSONY István DSc, H-1525 Budapest, Konkoly-Thege M. út 29-33, Tel.:+361-3922225, Fax:+361-3922226

MFA Nyári Iskola Középiskolásoknak

A jelentkezéssel kapcsolatos információk ITT.

PONGRÁCZ Anita #01g - SZILÍCIUM PLAZMAMARÁSA - személyes HONLAP
Témavezető: dr. PONGRÁCZ Anita, Tel.:392-2222-2614, Épület:29/B, Szoba:1, E-mail:pongracz@mfa.kfki.hu,pongracz.anita@ttk.mta.hu, GEarth:(KFKI_29B)

Az alábbi téma keretein belül megismerhetitek, hogy hogyan tudjuk megmunkálni a szilícium (Si) egykristályt. Erre több módszer is létezik, melyeket két fő csoportba oszthatunk, úgy mint:

  • nedves kémiai és

  • száraz marási eljárásokra.
  • A nedves kémiai eljárásokat nagy sikerrel alkalmazták az integrált áramkörök (IC) gyártásának kezdeti szakaszában, azonban a méretek folyamatos csökkenésével helyüket egyre inkább átvette a plazma, avagy száraz marás. Ennek egyik előnye a nagyobb marási sebesség (néhány mikron/perc) és az ún. irányított anizotróp marás lehetősége, amellyel minimális alámarással bíró, sűrűn pakolt profilokat tudunk kialakítani. Ezt szemlélteti az 1. ábra. (Figyeljük meg, hogy míg izotrop marásnál a marás sebessége minden irányban egyforma, addig a tökéletesen anizotrop marásnál csak egyetlen térbeli irányban halad, esetünkben függőlegesen lefelé.) A marás az egyik legfontosabb technológiai eljárás, és a Si eszközök kialakításánál meglehetősen sok marási lépést alkalmazunk mások közé ágyazottan. Például a marási lépés előtt a minta bizonyos részeit befedjük (maszkoljuk), hogy ott a minta védett legyen és ne maródjon. Ehhez persze olyan maszkoló anyag szükséges, amely képes ellenállni az adott maró folyamatnak. A maszkoláshoz előszeretettel használunk fényérzékeny fotorezisztet, mert így egy fényképezéshez hasonló fotolitográfiai eljárással könnyen ki tudjuk alakítani a maszk megfelelő geometriáját. Az 1. ábrán a maszkot is láthatjuk (a fölső réteg, középen egy lyukkal), bár ez adott esetben nem különbözik a 3 fajta marásra. Bizonyos esetekben erősebb maszk anyagra lehet szükségünk (pl. Si3N4), ilyenkor azt is több lépésben állítjuk elő.

    A plazmamarás alapvető trükkje, hogy egy (többnyire) elektromosan töltött irányított részecskesugárral (azaz plazmával) koptatjuk, marjuk a megmunkálandó anyagot. (Ez meglehetősen hasonlít egy régről ismert klasszikus eljárásra, a szikraforgácsolásra, amely egyebek mellett arról nevezetes, hogy a legkeményebb fémek is könnyen megmunkálhatók vele, közben akár bonyolult térbeli alakzatokat is kialakítva.) A mikroméretű érzékelők és beavatkozók technológiájában, az ún. MEMS (MicroElectroMechanical Systems) technológiában a szilícium plazma marásával (száraz marásával) alakíthatunk ki nagyon sűrű és meglehetősen bonyolult 3D struktúrákat. Akár mikron léptékű szobrászkodásnak is mondhatjuk ezt a munkát, amelyről Michaelangelo óta tudjuk, hogy "a világ legkönnyebb munkája, mert hiszen a szobor már benne van a kőben, csak a felesleget le kell szedni róla" :-).

    irányított marás
    1. ábra. Különböző marási profilok.


    Oxford Plasmalab System 100
    2. ábra. Az Oxford Plasmalab System 100-as mély reaktív ionmaró berendezés a MEMS tiszta laborban.


    mart Si struktúrák
    3. ábra. Bosch módszerrel mart Si struktúrák pásztázó elektronmikroszkópos képe.





    Az MFA Nyári Iskola keretében megismerkedhettek majd a Si mély reaktív ionmarására "kihegyezett" egyik módszerrel, amelyet a Bosch cég fejlesztett ki, és mára már széles körben elterjedt a MEMS technológiában. A Bosch módszer segítségével mi is 3D struktúrákat alakíthatunk majd ki egy Si egykristályban az Oxford Plasmalab System 100-as mély reaktív ionmaró berendezésben (2. ábra). Egy ilyen konkrétan megvalósított Si struktúrát mutat a 3. ábra. (Ez még talán nincs olyan szép, mint a Dávid, de valami munkát Rátok is szeretnénk hagyni :-)...



    ELÉRHETŐSÉGEK:
    Témavezető: dr. PONGRÁCZ Anita, Tel.:392-2222-2614, Bp. XII. Konkoly-Thege M. út 29-33, Épület:29/B, Szoba:1, E-mail:pongracz@mfa.kfki.hu,pongracz.anita@ttk.mta.hu, GEarth:(KFKI_29B)

    Utolsó frissítés: Thu, 10 May 2012 14:59:44 GMT, Számláló: