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硅各向异性腐蚀的原子级模拟.pdf

第 26 卷  第 3 期 半  导  体  学  报 Vol . 26  No . 3 2005 年 3 月    C H IN ESE J OU RNAL O F SEM ICONDU C TOR S   Mar . ,2005 硅各向异性腐蚀的原子级模拟 1 2 姜岩峰  黄庆安 ( 1 北方工业大学信息工程学院 微电子中心 , 北京  10004 1) (2 东南大学电子工程系 M EM S 教育部重点实验室 , 南京  2 10096) 摘要 : 应用原子级模型中的随机 CA 算法 ,针对硅材料和具体的工艺特点 ,构造了相应的函数 ,并在此基础上编制 了应用软件 ———SSA E. 该软件可独立运行 ,能够模拟出硅在 KO H 中不同腐蚀条件下腐蚀的过程和结果 ,并且克服 了其他采用原子级模型的模拟软件中常出现的边界模糊等缺点. 该结果与其他软件和实验结果相比,较为一致 ,并 且该软件具有占用系统资源少 、运行时间快等优点 ,具有一定的实用价值. 关键词 : 各向异性腐蚀 ; 计算机模拟 ; 原子模型 PACC : 7320A ; 7300 中图分类号 : TN 30402    文献标识码 : A    文章编号 : 02534 177 (2005) 0306 1806 十分清楚[2 ] , 腐蚀速率 的主要数据来源于实际测 1  前言 量[3 ] . 因此 ,我们无法通过现成的公式或已知的方程 来程式化地推知腐蚀将会产生的形状. 在这种情况 硅各向异性腐蚀是制造微机械结构的关键技术 下 ,通过计算机编程来实现各向异性腐蚀过程的模 之一 ,利用这种技术 ,可以制造出各种各样形状的微 拟就显得十分必要. 结构件 ,例如微型压力传感器的硅杯 、微型加速度传 本文采用随机 CA 算法 ,根据硅材料和具体工 感器的悬臂梁和空腔等[ 1 ] . 硅各向异性腐蚀的主要 艺的特点 ,构造了模拟所需要的函数和软件 ,所得到 ( 特性与腐蚀速度和硅的晶向、掺杂浓度及外加电位 的结果不但可以显示在一定腐蚀液条件 如温度 、浓 ) 有关 ,这种腐蚀技术为器件精密侧面加工提供了一 度等 下 ,不同掩膜窗口某一时间后的腐蚀结果 ; 并 种适当的方法 ,它是靠调整器件结构使它和快腐蚀 且其腐蚀过程也都可以以相应三维腐蚀图形的形式 的晶面或慢腐蚀的晶面方向相适应 ,利用腐蚀速度 表现出来. 在此基础上 ,构造了硅各向异性腐蚀模拟 ( ) 依赖于杂质浓度和外加电位这一特点可实现适时停 软件 SSA E . 止腐蚀. 基于这种腐蚀特性 ,利用这一工艺与其他工 艺相结合 ,就可以在硅衬底上加工出各种各样的三

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