應(yīng)用于MEMS中多孔硅顯微結(jié)構(gòu)及絕熱性能的研究.pdf

1、自1990年以來，多孔硅材料一直以其出色的發(fā)光性能受到研究者的重視。近幾年來，隨著微電子機械系統(tǒng)(MEMS)的發(fā)展，多孔硅優(yōu)良的機械性能和熱學(xué)性能逐漸為人們所關(guān)注，成為MEMS中新興的犧牲層材料和絕熱層材料。本文主要針對多孔硅材料的基本性質(zhì)及其在MEMS中作為絕熱層的應(yīng)用進行了研究。 采用雙槽電化學(xué)腐蝕法制備多孔硅，通過原子力顯微鏡分析其表面形貌發(fā)現(xiàn)制備的多孔硅孔洞分布均勻，孔徑尺寸在15～50nm范圍內(nèi)。同時研究了腐蝕時間和電

2、流密度對多孔硅深度及其孔隙率的影響，發(fā)現(xiàn)電化學(xué)腐蝕法制備多孔硅的腐蝕速率在腐蝕前期階段基本是一定值，但到腐蝕后期階段隨著孔深的增加腐蝕速率有所下降。同時發(fā)現(xiàn)對于不同的腐蝕電流密度，多孔硅的孔隙率都有隨腐蝕時間的延長先增加后降低的趨勢。 為了適應(yīng)在大尺寸硅片上制備多孔硅的要求，對原電池法制備多孔硅進行了初步研究，主要研究了背電極的制備條件對多孔硅性能的影響，發(fā)現(xiàn)增加背電極的厚度對改善多孔硅的均勻性及減小其孔徑尺寸有一定的作用。

3、 針對多孔硅在制備后易發(fā)生龜裂的現(xiàn)象，用微拉曼光譜法分析了多孔硅的殘余應(yīng)力，結(jié)果表明隨多孔硅孔隙率的上升其內(nèi)部殘余應(yīng)力有增加的趨勢。同樣采用微拉曼光譜法對多孔硅的熱導(dǎo)率進行了成功的測量，結(jié)果表明，多孔硅的熱導(dǎo)率隨其孔隙率和厚度的增大而明顯下降，實驗中熱導(dǎo)率最低可達到0.624W/mK。 為對比多孔硅層與硅襯底二者間絕熱效果的差別，將氧化釩熱敏電阻分別沉積在多孔硅絕熱層與硅襯底上，發(fā)現(xiàn)多孔硅良好的熱絕緣性能使得在其上面制備的氧