硅微通道結(jié)構(gòu)的制作工藝研究.pdf

1、微通道由于有其特殊的結(jié)構(gòu)因而能夠應(yīng)用在很多領(lǐng)域，如微通道板，微全分析系統(tǒng)，微型熱傳導(dǎo)器件以及微型化工設(shè)備等。近年來，由于硅微通道板在增益提高以及圖像分辨率改善具有傳統(tǒng)中空玻璃纖維無可比擬的優(yōu)勢而倍受重視。電化學(xué)刻蝕方法制作硅微通道技術(shù)是一種由宏多孔硅技術(shù)發(fā)展而來的，具有高深寬比和成本低廉的優(yōu)點(diǎn)。 本文在廣泛調(diào)研相關(guān)文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上對影響電化學(xué)深刻蝕制作硅微通道技術(shù)的因素進(jìn)行了深入的分析。對電化學(xué)刻蝕技術(shù)進(jìn)行硅微通道制作的機(jī)理進(jìn)行了詳

2、盡的理論和實(shí)驗(yàn)探索。論文包括以下幾個方面。 第一章首先介紹了微通道結(jié)構(gòu)的應(yīng)用，并從MEMS技術(shù)入手介紹了硅微通道制作的主要技術(shù)，介紹了硅的電化學(xué)深刻蝕技術(shù)的原理，發(fā)展和特點(diǎn)，以及本文所開展的工作。 第二章則從多孔硅的形成原理出發(fā)，介紹了硅電化學(xué)刻蝕形成微通道的原理以及本文研究所采取的具體技術(shù)。 第三章討論了電化學(xué)刻蝕微通道結(jié)構(gòu)的影響因素。微通道所有結(jié)構(gòu)特征包括孔徑、孔壁平滑度、刻蝕深度、邊緣分叉刻蝕情況等，會受到

3、陽極氧化條件的影響。這些條件包括HF濃度、腐蝕電壓電流、硅片存放時間、光照條件、環(huán)境溫度和外加磁場等。本文主要進(jìn)行了N型硅上述條件的研究。 第四章討論了硅的微通道氧化，發(fā)現(xiàn)氧化過程中會在微通道中形成相互連接的泡泡結(jié)構(gòu)，分析認(rèn)為：硅氧化后體積膨脹產(chǎn)生應(yīng)力是這一現(xiàn)象產(chǎn)生的主要原因。 第五章初步研究了硅微通道的無掩膜制作技術(shù)的幾個相關(guān)問題，如腐蝕孔在硅表面隨機(jī)形成機(jī)制。 第六章對全文進(jìn)行總結(jié)，并對硅微通道技術(shù)進(jìn)行了展望