Жидкая композиция, способ получения кремниевой подложки и способ получения подложки для головки для выброса жидкости



Жидкая композиция, способ получения кремниевой подложки и способ получения подложки для головки для выброса жидкости
Жидкая композиция, способ получения кремниевой подложки и способ получения подложки для головки для выброса жидкости
Жидкая композиция, способ получения кремниевой подложки и способ получения подложки для головки для выброса жидкости
Жидкая композиция, способ получения кремниевой подложки и способ получения подложки для головки для выброса жидкости
Жидкая композиция, способ получения кремниевой подложки и способ получения подложки для головки для выброса жидкости
Жидкая композиция, способ получения кремниевой подложки и способ получения подложки для головки для выброса жидкости
Жидкая композиция, способ получения кремниевой подложки и способ получения подложки для головки для выброса жидкости
Жидкая композиция, способ получения кремниевой подложки и способ получения подложки для головки для выброса жидкости
Жидкая композиция, способ получения кремниевой подложки и способ получения подложки для головки для выброса жидкости
Жидкая композиция, способ получения кремниевой подложки и способ получения подложки для головки для выброса жидкости
Жидкая композиция, способ получения кремниевой подложки и способ получения подложки для головки для выброса жидкости
Жидкая композиция, способ получения кремниевой подложки и способ получения подложки для головки для выброса жидкости

 


Владельцы патента RU 2468467:

КЭНОН КАБУСИКИ КАЙСЯ (JP)

Изобретение относится к жидкой композиции, способу получения кремниевой подложки и к способу получения подложки для головки для выброса жидкости. Сущность изобретения: жидкая композиция, используемая для проведения анизотропного травления кристалла кремниевой подложки, снабженной маской для травления, формируемой из пленки оксида кремния, включает гидроксид цезия, щелочное органическое соединение и воду, в которой отношение по массе гидроксида цезия к массе жидкой композиции составляет 1% мас. до 40% мас. включительно. Изобретение обеспечивает повышение скорости анизотропного травления кремния при снижении травления пленки оксида кремния, используемой в качестве маски. 3 н. и 4 з.п. ф-лы, 4 ил., 2 табл., 8 пр.

 

ПРЕДПОСЫЛКИ СОЗДАНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к жидкой композиции, способу получения кремниевой подложки и к способу получения подложки для головки для выброса жидкости.

Описание предшествующего уровня техники

В последнее время различные кремниевые устройства применяют в разнообразных устройствах, таких как головки для выброса жидкости, термодатчики, датчики давления и датчики ускорения, с развитием техники микромеханической обработки. Такое многообразие кремниевых устройств нужно для удовлетворения различных потребностей в снижении затрат на производство, в миниатюризации и функциональности на более высоком уровне. Для удовлетворения этих потребностей высокие информационные технологии, которые являются технологиями для микромеханической обработки, используют в производстве данных кремниевых устройств. В данных технологиях микромеханической обработки используют технологии влажного анизотропного травления кремния для формирования желаемой структуры и, например, используют способ, в котором кремний травят при использовании щелочного травильного раствора, который является водным раствором гидроксида калия или гидроксида тетраметиламмония.

Тем не менее, поскольку требуется длительный промежуток времени для влажного анизотропного травления кремния, необходимо сокращать время, требуемое для травления кремния, чтобы повысить производительность при условии, что время производства определяется по времени травления. В выложенной японской патентной заявке № 2009-206335 описывается, что травильный раствор, содержащий щелочное органическое соединение, гидроксид натрия и кремнийсодержащее соединение, используется для увеличения скорости травления кремния.

Однако существует вероятность, что жидкая композиция, обсуждаемая в выложенной японской патентной заявке № 2009-206335, не способствует образованию желаемой формы, когда ее применяют в процессе производства кремниевого устройства, с использованием пленки оксида кремния в качестве маски для травления, так как разница в скорости травления оксида кремния и кремния является несущественной.

Сущность изобретения

Настоящее изобретение ориентировано на жидкую композицию для травления, которая имеет высокую скорость травления, редуцированную при разъедании пленки оксида кремния, и активирует анизотропное селективное травление кремния при анизотропном травлении кремния.

Согласно аспекту настоящего изобретения жидкая композиция, применяемая для проведения анизотропного травления кристалла кремниевой подложки, снабженной маской для травления, сформированной из пленки оксида кремния, причем проводимого с пленкой оксида кремния, используемой в качестве маски, содержит гидроксид цезия, щелочное органическое соединение и воду.

Согласно иллюстративному варианту осуществления настоящего изобретения, можно обеспечить жидкую композицию для изотропного травления кремния, которая имеет высокую скорость травления кремния и редуцирована в способности травления пленки оксида кремния, используемой в качестве маски для травления. Данная жидкая композиция для травления может способствовать продуктивности процесса производства при использовании точных технологий обработки кремния.

Другие особенности (признаки) и аспекты настоящего изобретения будут очевидны из последующего подробного описания иллюстративных вариантов осуществления со ссылкой на приложенные чертежи.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Сопроводительные чертежи, которые включены в и составляют часть описания, изображают примерные (иллюстративные) варианты осуществления, признаки и аспекты изобретения и совместно с описанием служат для изложения принципов изобретения.

Фиг.1А-1Е - виды в разрезе, поясняющие способ получения кремниевой подложки согласно иллюстративному варианту осуществления настоящего изобретения.

Фиг.2А-2Е - виды в разрезе, поясняющие способ получения головки для выброса жидкости согласно иллюстративному варианту осуществления настоящего изобретения.

Фиг. 3 - вид в перспективе, изображающий образец кремниевой подложки согласно иллюстративному варианту осуществления настоящего изобретения.

Фиг.4 - вид в перспективе, изображающий образец головки для выброса жидкости согласно иллюстративному варианту осуществления настоящего изобретения.

ОПИСАНИЕ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

Разнообразные иллюстративные варианты осуществления, признаки и аспекты изобретения будут подробно описаны ниже со ссылками на чертежи.

Жидкая композиция, используемая для проведения анизотропного травления кристалла кремния, согласно иллюстративному варианту осуществления настоящего изобретения, включает гидроксид цезия, щелочное органическое соединение и воду.

Несмотря на то, что жидкая композиция содержит, главным образом, водный раствор, содержащий гидроксид цезия, щелочное органическое соединение и воду, не исключается смесь иных жидких ингредиентов. Какое-либо вещество можно использовать в качестве добавочного ингредиента для добавления к жидкой композиции в той мере, пока оно не ухудшает травильные характеристики каждого из вышеупомянутого: гидроксида цезия и щелочного органического соединения.

Какое-либо вещество можно использовать в качестве щелочного органического соединения по иллюстративному варианту осуществления настоящего изобретения в той мере, пока оно является соединением, демонстрирующим желаемую щелочность, допускающую травление кремния, и щелочное соединение, дающее желаемые травильные характеристики, может быть использовано. Образцы данных щелочных соединений включают гидроксид тетраметиламмония (TMAH) и водородистое соединение (гидрид) гидроксида тетраэтиламмония (TEAH). Гидроксид тетраметиламмония представлено в качестве предпочтительного варианта. В отношении концентрации щелочного органического соединения в жидкой композиции щелочное органическое соединение предпочтительно применяют в таком варианте, когда его концентрация составляет 4% мас. до 25% мас. включительно из расчета суммарной массы жидкой композиции. Концентрация щелочного органического соединения предпочтительно составляет 5% мас. или более, если принимать во внимание, в частности, поддержание необходимой травильной способности в течение длительного промежутка времени, и предпочтительно составляет 25% мас. или менее, если принимать во внимание, в частности, увеличение необходимой скорости травления.

Кроме того, гидроксид цезия используют в качестве неорганического щелочного соединения для смешивания с щелочным органическим соединением.

Более того, отношение по массе оксида цезия к жидкой композиции составляет предпочтительно 1% мас. до 60% мас. включительно. Отношение по массе оксида цезия составляет предпочтительно 1% мас. или более, если принимать во внимание достаточное повышение скорости травления кремния, и составляет предпочтительно 40% мас. или менее, учитывая, например, эксплуатационные затраты.

Количественное отношение гидроксида цезия и щелочного органического соединения к количеству воды в жидкой композиции составляет предпочтительно 80% или более, предпочтительнее 95% или более, и даже еще предпочтительнее 98% или более, что позволяет достигать рационального функционирования гидроксида цезия и щелочного органического соединения.

Жидкая композиция для травления по иллюстративному варианту осуществления может быть использована предпочтительно в качестве травильных растворов в производстве разнообразных кремниевых устройств, таких как головки для выброса жидкости, датчики давления и датчики ускорения в областях микроэлектромеханических систем (MEMS), касающихся обработки кремния влажным травлением.

Фиг.3 представляет собой вид в перспективе, изображающий монокристаллическую кремниевую подложку 1, имеющую азимут {100} плоскости, со сквозным каналом 6, выполненным на ней посредством анизотропного травления, используя пленку 4 оксида кремния в качестве маски. Сквозной канал 6 сформирован таким образом, что сделан более узким по направлению к фронтальной поверхности от тыльной поверхности кремниевой подложки 1. Оксидная пленка 4 и смоляной слой 7 сформированы на тыльной поверхности кремниевой подложки 1.

Способ формирования сквозного канала на монокристаллической кремниевой подложке будет изложен со ссылкой на Фиг.1А-1Е.

Фиг.1А-1Е - виды в разрезе, причем каждый изображает сечение, перпендикулярное подложке 1, по линии A-A' на Фиг.3, и типичные виды в разрезе, поясняющие базовый способ для получения кремниевой подложки со сквозным каналом, сформированным при использовании жидкой композиции для травления по иллюстративному варианту осуществления.

Исходный (материнский) материал 1а кремния подготовлен, как показано на Фиг.1А. В этом случае исходный (материнский) материал 1а имеет главную {100} плоскость.

Затем, как показано на Фиг.1В, пленка 4 оксида кремния сформирована на тыльной поверхности 101, которая является еще одной поверхностью кремниевого исходного (материнского) материала 1а, изображенного на Фиг.1А. Пленка 4 оксида кремния может быть сформирована как пленка, осажденная в результате процесса химического осаждения из паровой (газовой) фазы (CVD), или может быть сформирована на поверхностном слое в результате термального оксидирования кремниевого исходного (материнского) материала 1а. Таким образом получают подложку 1 кремния (по ссылке также кремниевая подложка 1) с оксидной пленкой 4, сформированной на ее тыльной поверхности 101. Что касается состояния исходного (материнского) материала 1, оксидную пленку 5 формируют также на фронтальной поверхности 102, во время термального оксидирования исходного (материнского) материала 1.

В то же время, смоляной слой 7, выполняемый по шаблону для травления пленки 4 оксида кремния, которая является маской при формировании сквозного канала 6, формируют заранее на тыльной поверхности 101 кремниевой подложки 1. Данный смоляной слой 7 можно формировать, например, из полиэфирамида.

Затем, как представлено на Фиг.1С, пленку 4 оксида кремния вытравляют, используя смоляной слой 7 в качестве маски, для формирования участка 11 отверстия в оксидной пленке 4.

Затем, как представлено на Фиг.1D, кремний подложки 1 вытравляют, используя жидкую композицию для травления иллюстративного варианта осуществления, начиная от участка 11 отверстия. Кремний вытравляют предпочтительно в {100} плоскости, и травление продвигается по направлению к фронтальной поверхности 102 подложки 1. Оксидную пленку 5 на фронтальной поверхности 102 вытравляют посредством жидкой композиции при низкой скорости, и травление заканчивается непосредственно перед тем, как оксидная пленка 5 обнажается в качестве области для травления. Плоскость {111} - позиция S - возникает на боковой поверхности, и формируется сквозной канал 6, проходящий сквозь подложку 1.

Затем, как представлено на Фиг.1Е, пленку 5 оксида кремния на фронтальной поверхности кремниевой подложки 1 удаляют для получения подложки 1 в осуществлении, представленном на Фиг.3.

После этого смоляной слой 7 и оксидная пленка 4 могут быть удалены, например, травлением.

Фиг.4 является типичным видом в перспективе, изображающим образец головки для выброса жидкости, согласно иллюстративному варианту осуществления настоящего изобретения, и является также видом с местным (частичным) разрезом, демонстрирующим внутреннюю структуру. Как изображено на Фиг.4, головка для выброса жидкости снабжена кремниевой подложкой 1, аналогично подложка для головки для выброса жидкости снабжена генерирующими энергию элементами 3, формируемыми в два ряда с фиксированным шагом (питчем). Канал 12 потока и выпускные отверстия 10 для выброса жидкости, открытые над генерирующим энергию элементом 3, формируют на подложке 1 при использовании покрывающего смоляного слоя 9, составляющего элемент формирования канала потока, таким образом, формируя верхний канал потока жидкости, сообщающийся с каждым выпускным отверстием 10, от отверстия 60 для подачи жидкости, которое сформировано посредством анизотропного травления кремния и открыто от пространства между двумя рядами генерирующих энергию элементов 3. Данная головка для выброса жидкости выделяет капли жидкости от выпускных отверстий 10, когда прикладывают давление, достаточное для возбуждения генерирующих энергию элементов 3, чтобы жидкость заполнялась в канале потока через отверстие 60 для подачи. Кроме того, оксидную пленку 4 формируют на тыльной поверхности кремниевой подложки 1. Головка для выброса жидкости может применяться как чернильно-струйная записывающая головка, конфигурируемая для выполнения записи путем задержки чернил на записывающем носителе, или как чернильно-струйная головка для действия цветных фильтров.

Способ получения подложки для головки для выброса жидкости будет изложен со ссылкой на Фиг.2А-2Е.

Фиг.2А-2Е - виды в разрезе, причем каждый изображает сечение, перпендикулярное подложке, выполненное по линии B-B' на Фиг.4, и типичные виды в разрезе, поясняющие базовый этап в получении головки для выброса жидкости, согласно иллюстративному варианту осуществления настоящего изобретения. Хотя формирование канала потока и формирование выходного отверстия, которые будут описаны ниже, не являются существенными процессами, пояснения будут сделаны, принимая в качестве примера способ получения, при котором канал потока и выпускное отверстие формируют согласно процессу получения подложки для головки для выброса жидкости по иллюстративному варианту осуществления.

Жертвенный слой 2 и множество генерирующих энергию элементов 3, таких как тепловые резисторы, которые генерируют энергию, используемую для выброса жидкости, устанавливают на фронтальную поверхность, которая является первой поверхностью монокристаллической кремниевой подложки 1, имеющей азимут {100} плоскости, как изображено на Фиг.2А. Изоляционную пленку (не показано), такую как термально оксидированная пленка, формируют между генерирующим энергию элементом 3 и частью кремния кремниевой подложки 1. Более того, пленку 4 оксида кремния, которая является маской, используемой при формировании отверстия 60 для подачи чернил, формируют на тыльной поверхности, которая является второй поверхностью подложки 1. Электропроводка генерирующего энергию элемента 3 и полупроводникового устройства, применяемого для возбуждения генерирующего энергию элемента 3, не изображена. Жертвенный слой 2 и другие элементы и электропроводки покрываются защитной пленкой 5. Генерирующий энергию элемент 3 может быть покрыт. Жертвенный слой 2 формируют, например, из алюминия или поликристаллического кремния, а защитную пленку 5 формируют, например, из оксида, нитрида или карбида кремния. Смоляной слой 7, используемый при травлении пленки 4 оксида кремния, формируют на тыльной поверхности подложки 1 заранее посредством нанесения рисунка по шаблону.

Затем, как изображено на Фиг.2В, позитивный резист 8, который является материалом для выполнения шаблона канала 12 потока, наносят на подложку 1, изображенную на Фиг.1А, затем подвергают световому воздействию и обрабатывают. Далее, покрывающий смоляной слой 9 наносят, например, методом центрифугирования, подвергают воздействию, например, ультрафиолетового излучения или дальнего УФ-излучения и обрабатывают для формирования выпускного отверстия 10. Данный этап не обязательно проводить на этой стадии.

Затем, как изображено на Фиг. 2С, участок 11 отверстия формируют посредством влажного травления, используя смоляной слой 7 в качестве маски.

Затем, как изображено на Фиг. 2D, кремний подложки 1 вытравляют, используя жидкую композицию для травления согласно иллюстративному варианту осуществления настоящего изобретения. Область, подвергаемая травлению, распространяется по направлению к фронтальной поверхности подложки 1 и достигает жертвенного слоя 2. Если жертвенный слой 2 может быстро растворяться в жидкой композиции иллюстративного варианта осуществления настоящего изобретения, то допускается продолжение травления. Отверстие 60 для подачи, проникающее сквозь подложку 1, формируют вышеописанным способом.

После этого смоляной слой 7 удаляют. Однако этот этап можно выполнять по необходимости.

Затем позитивный резист 8, который является материалом для выполнения шаблона, удаляется после вытравления защитной пленки 5, как показано на Фиг. 2Е, и покрывающий смоляной слой 9, который является материалом, покрывающим материал для выполнения шаблона, термически отверждается.

Кремниевую подложку 1 с участками форсунок, сформированную во время вышеуказанных этапов, разрезают/сепарируют на кристаллы при помощи установки для резки п/п пластин на кристаллы и ей подобной для получения головки для выброса жидкости. После этого выполняют электрическое соединение для возбуждения генерирующих энергию элементов 3 и затем подсоединяют опорный элемент (резервуар временного хранилища) для поставки чернил. Оксидную пленку можно удалять по необходимости перед соединением тыльной поверхности с опорным элементом.

В дальнейшем в данном документе иллюстративные варианты осуществления настоящего изобретения будут описаны более подробно в виде примеров 1-6. Тем не менее, настоящее изобретение не ограничивается данными примерами.

Жидкие композиции для травления примеров 1-6 в таблице 1 были подготовлены в качестве жидких композиций для анизотропного травления кремния для исследования их свойств.

(Пример 1)

В примере 1 был получен водный раствор (жидкая композиция для анизотропного травления кремния), содержащий 5% мас. гидроксида тетраметиламмония (в дальнейшем обозначаемого как ТМАН), который является щелочным органическим соединением, и 10% мас. гидроксида цезия (в дальнейшем обозначаемого как CsOH) в качестве неорганического щелочного соединения. Затем образец кремниевой пластины, используемый для измерения скорости травления, был погружен при 80°C на один час в жидкую композицию примера 1. Образец пластины был промыт сверхчистой водой, затем высушен, и степени протравливания образца пластины в направлениях 100 и 111 плоскостей кремния были измерены для определения скорости травления. Пластину, на которой пленка оксида кремния была сформирована при использовании жидкой композиции для травления, имеющей тот же самый состав, использовали для определения скорости травления пленки оксида кремния тем же способом, что описан выше.

(Пример 2)

В примере 2 водный раствор, содержащий TMAH - 5% мас. и CsOH - 1% мас., был получен в качестве жидкой композиции для травления. Затем образец кремниевой пластины и пластину, на которой была сформирована пленка оксида кремния, использовали для проведения травления в тех же самых условиях, как в примере 1, для исследования скорости травления кремния, а также для измерения скорости травления пленки оксида кремния.

(Пример 3)

В примере 3 водный раствор, содержащий TMAH - 25% мас. и CsOH - 40% мас., был получен в качестве жидкой композиции для травления. Затем скорость каждого травления измеряли тем же способом, что в примере 1.

(Пример 4)

В примере 4 водный раствор, содержащий TMAH - 5% мас. и CsOH - 40% мас., был получен в качестве жидкой композиции для травления. Затем скорость каждого травления измеряли тем же способом, что в примере 1.

(Пример 5)

В примере 5 водный раствор, содержащий TMAH - 25% мас. и CsOH - 1% мас., был получен в качестве жидкой композиции для травления. Затем скорость каждого травления измеряли тем же способом, что в примере 1.

(Пример 6)

В примере 6 водный раствор, содержащий TMAH - 2% мас. и CsOH - 1% мас., был получен в качестве жидкой композиции для травления. Затем скорость каждого травления измеряли тем же способом, что в примере 1.

Результаты измерения скоростей травления жидких композиций для травления примеров 1-6 приводятся в таблице 1.

(Сравнительный пример 1)

Для сравнения гидроксид калия (в дальнейшем обозначаемый как KOH) был использован в качестве неорганического щелочного соединения, которое было добавлено к щелочному органическому соединению, что отображено в таблице 2, для получения жидкой композиции для анизотропного травления кремния, чтобы исследовать свойства композиции.

Водный раствор, содержащий TMAH - 25% мас. и KOH - 40% мас., был получен в качестве жидкой композиции для травления. Затем образец кремниевой пластины и пластину, на которой была сформирована пленка оксида кремния, использовали для проведения травления, применяя данную жидкую композицию для травления, в тех же самых условиях, как в примере 1, для исследования скорости травления кремния и скорости травления пленки оксида кремния. Результаты приводятся в таблице 2.

(Сравнительный пример 2)

Для сравнения гидроксид калия (в дальнейшем обозначаемый как KOH) был использован в качестве неорганического щелочного соединения, которое было добавлено к щелочному органическому соединению, что отображено в таблице 2, для получения жидкой композиции для анизотропного травления кремния, чтобы исследовать свойства композиции. В частности, водный раствор, содержащий TMAH - 5% мас. и KOH - 10% мас., был получен в качестве жидкой композиции для травления. Затем образец кремниевой пластины и пластину, на которой была сформирована пленка оксида кремния, использовали для проведения травления, применяя эту жидкую композицию для травления, в тех же самых условиях, как в примере 1, для исследования скорости травления кремния и скорости травления пленки оксида кремния. Результаты приводятся в таблице 2.

Как отображено в таблице 1, подтверждается то, что когда были использованы жидкие композиции для травления в примерах иллюстративного варианта осуществления настоящего изобретения, кремний можно было селективно вытравлять при более высокой скорости травления, нежели пленку оксида кремния.

Композиция каждого примера имеет значительно меньшую скорость травления пленки оксида кремния, чем композиции сравнительных примеров. Вследствие этого, жидкие композиции в примерах подтверждают, что кремний можно селективно вытравлять в большей степени, нежели пленку оксида кремния.

Основанием служит то, что жидкие композиции каждого примера содержат в своем составе ионы цезия, которые имеют большой ионный радиус и низкую скорость диффузии в пленке оксида кремния, по сравнению с жидкими композициями сравнительных примеров, содержащими в своем составе ионы калия, имеющие высокую скорость диффузии в пленке оксида кремния.

Согласно иллюстративному варианту осуществления настоящего изобретения, как приведено выше, можно обеспечить жидкую композицию для изотропного травления кремния, которая имеет высокую скорость травления и малую способность травления пленки оксида кремния, которую часто используют в качестве маски для травления. Более того, применение жидкой композиции для травления, согласно иллюстративному варианту осуществления настоящего изобретения, может улучшать эффективность процесса точной обработки кремния.

Таким образом, настоящее изобретение может широко применяться в областях техники, относящихся к точной обработке кремниевых пластин, и тому подобных.

Таблица 1
Жидкая композиция для травления кремния Температура травления
(°C)
Скорость травления кремния Скорость травления пленки оксида кремния
(мкм/ч)
Органическое щелочное соединение
TMAH (% мас.)
Неорганическое щелочное соединение
CsOH (% мас.)
Плоскость 100
(мкм/ч)
Плоскость 111
(мкм/ч)
Пример 1 5 10 80 80,4 9,1 0,025
Пример 2 5 1 80 64,1 7,1 0,028
Пример 3 25 40 80 33,2 3,9 0,034
Пример 4 5 40 80 83,9 11,8 0,030
Пример 5 25 1 80 24,1 3,0 0,010
Пример 6 2 1 80 37,1 5,4 0,022
Таблица 2
Жидкая композиция для травления кремния Температура травления
(°C)
Скорость травления кремния Скорость травления пленки оксида кремния
(мкм/ч)
Органическое щелочное соединение TMAH
(% мас.)
Неорганическое щелочное соединение CsOH
(% мас.)
Плоскость 100
(мкм/ч)
Плоскость 111
(мкм/ч)
Сравнительный пример 1 25 40 80 32,4 5,3 2,1
Сравнительный пример 2 5 10 80 78,5 12,3 0,305

Далее, способ получения кремниевого устройства путем использования жидкой композиции для травления, согласно иллюстративному варианту осуществления настоящего изобретения, будет описан подробно, однако, настоящее изобретение не ограничивается следующими примерами.

(Пример, в котором сквозной канал сформирован в кремниевой подложке)

Пример, относящийся к способу формирования сквозного канала в кремниевой подложке посредством использования жидкой композиции для травления, согласно иллюстративному варианту осуществления настоящего изобретения, будет подробно описан со ссылками на Фиг.1А-1Е.

Фиг.1А-1Е - типичные виды в разрезе, поясняющие базовый способ получения кремниевой подложки, снабженной сквозным каналом, который формируют, используя жидкую композицию для травления согласно иллюстративному варианту осуществления настоящего изобретения.

Исходный (материнский) материал 1а кремния был получен, как демонстрируется на Фиг.1А.

Далее, как демонстрируется на Фиг.1В, пленка 4 или 5 оксида кремния была сформирована на каждой стороне исходного (материнского) материала кремния 1а, изображенного на Фиг.1А, способом термального формирования оксида. Что касается условий формирования, температура термальной обработки была 1000°C, время обработки было 60 минут и был использован газ смеси H2/O2. После этого смоляной слой 7 был сформирован на тыльной поверхности кремниевой подложки 1 посредством нанесения рисунка по шаблону. Для смоляного слоя 7 был использован полиэфирамид.

Затем, как демонстрируется на Фиг.1С, пленку 4 оксида кремния, сформированную на тыльной поверхности кремниевой подложки 1, травят буферированным фтористоводородным травителем (буферным раствором плавиковой кислоты) (BHF), используя смоляной слой 7 в качестве маски для формирования участка 11 отверстия. В данном случае участок 11 отверстия можно формировать, пользуясь прибором для сухого травления, применяя технологии реактивного ионного травления.

Далее, как демонстрируется на Фиг.1D, травление было проведено посредством использования жидкой композиции для травления иллюстративного варианта осуществления настоящего изобретения для формирования сквозного канала 6. В качестве жидкой композиции для травления была подготовлена жидкая композиция для анизотропного травления кремния, содержащая щелочное органическое соединение TMAH - 5% мас. и 10% мас. - CsOH в качестве неорганического щелочного соединения. Температура травильного раствора была установлена до 80°С для проведения травления. В этом случае добавление CsOH в результате приводит к тому, что скорость травления кремния данной жидкой композицией для анизотропного травления кремния стала в 1,4 раз до 1,9 раз отличаться от жидкой композиции для анизотропного травления кремния, которая отдельно содержит TMAH, а CsOH не добавляется.

Далее, как демонстрируется на Фиг.1Е, пленка 5 оксида кремния на фронтальной поверхности кремниевой подложки 1 была удалена для формирования кремниевой подложки, формируемой со сквозным каналом 6.

Несмотря на то, что настоящее изобретение описано со ссылками на иллюстративные варианты осуществления, следует понимать, что изобретение не ограничивается раскрытыми иллюстративными вариантами осуществления. Объем нижеследующей формулы изобретения должен соответствовать самому широкому толкованию так, чтобы охватывать все модификации, эквивалентные конструкции и функции.

1. Жидкая композиция, используемая для проведения анизотропного травления кристалла кремниевой подложки, снабженной маской для травления, сформированной из пленки оксида кремния, с пленкой оксида кремния, используемой в качестве маски, причем жидкая композиция содержит: гидроксид цезия, щелочное органическое соединение и воду, в которой отношение по массе гидроксида цезия к массе жидкой композиции составляет 1 мас.% до 40 мас.% включительно.

2. Жидкая композиция по п.1, в которой щелочное органическое соединение включает гидроксид тетраметиламмония.

3. Жидкая композиция по п.1 или 2, в которой отношение по массе гидроксида тетраметиламмония к массе жидкой композиции составляет 5 мас.% до 25 мас.% включительно.

4. Способ получения кремниевой подложки, причем способ включает:
получение кремниевой подложки, на которой пленку оксида кремния, формируемую с отверстием, формируют, по меньшей мере, на одной поверхности подложки, и травление подложки, начиная от отверстия, посредством использования жидкой композиции, содержащей гидроксид цезия, щелочное органическое соединение и воду, в которой отношение по массе гидроксида цезия к массе жидкой композиции составляет 1 мас.% до 40 мас.% включительно, в качестве раствора для травления, и используя оксидную пленку в качестве маски для формирования сквозного канала, проникающего сквозь подложку.

5. Способ по п.4, в котором щелочное органическое соединение включает гидроксид тетраметиламмония.

6. Способ получения подложки для головки для выброса жидкости, включающей кремниевую подложку, снабженную генерирующим энергию элементом, причем элемент генерирует энергию, используемую для выброса чернил, поверх первой поверхности кремниевой подложки, подложку для головки для выброса жидкости, снабженную отверстием для подачи, проникающим сквозь подложку для головки для выброса жидкости, чтобы подавать жидкость к генерирующему энергию элементу, причем способ включает:
получение кремниевой подложки, включающей генерирующий энергию элемент, расположенный наверху первой поверхности, и пленку оксида кремния с отверстием, по меньшей мере, на второй поверхности, которая является тыльной поверхностью кремниевой подложки, травление кремниевой подложки, начиная от отверстия, посредством использования жидкой композиции, содержащей гидроксид цезия, щелочное органическое соединение и воду, в которой отношение по массе гидроксида цезия к массе жидкой композиции составляет 1 мас.% до 40 мас.% включительно, в качестве раствора для травления, и используя оксидную пленку в качестве маски для формирования сквозного канала, проникающего сквозь кремниевую подложку, и
формирование отверстия для подачи посредством использования сквозного канала.

7. Способ по п.6, в котором щелочное органическое соединение включает гидроксид тетраметиламмония.



 

Похожие патенты:
Изобретение относится к технологии изготовления упругих элементов микроэлектромеханических измерительных систем. .

Изобретение относится к обработке подложек для получения вогнуто-выпуклой структуры. .

Изобретение относится к технологии изготовления чувствительных элементов микроэлектромеханических систем. .

Изобретение относится к приборостроению и может применяться при изготовлении полупроводниковых микромеханических устройств, например чувствительных элементов интегральных датчиков.

Изобретение относится к технологии изготовления кремниевых микро- и наноэлектронных устройств. .

Изобретение относится к технологии формирования наноэлектронных структур. .

Изобретение относится к электронной технике и может быть использовано при изготовлении полупроводниковых приборов и интегральных микросхем, а также однослойных и многослойных печатных плат для радиоэлектронной аппаратуры.

Изобретение относится к микро- и наноэлектронике и может быть использовано в производстве интегральных кремниевых химических и биосенсоров для автоматизированного контроля окружающей среды, в экологии, в химическом производстве, в биологии и медицине.

Изобретение относится к области технологических процессов изготовления микросистемной техники. .

Изобретение относится к электронной технике и может быть использовано при изготовлении полупроводниковых приборов и интегральных микросхем, а также однослойных и многослойных печатных плат.

Изобретение относится к способу формирования рельефа из электронных и фотонных материалов и структурам и устройствам, изготовленным с использованием этого способа. Способ формирования рельефа из электронного или фотонного материала на подложке включает обработку поверхности подложки путем осаждения слоя модификации поверхностной энергии и структурирования упомянутого слоя модификации поверхностной энергии, чтобы обеспечить упомянутую поверхность рисунком, определяющим, где должен присутствовать упомянутый электронный или фотонный материал, формирование пленки из упомянутого электронного или фотонного материала на упомянутой подложке, причем пленка заполняет упомянутый рисунок, перекрывает края упомянутого рисунка и имеет области, простирающиеся за упомянутые края упомянутого рисунка, и наслоение адгезива на нижележащий материал и отрывание указанного адгезива для избирательного удаления областей упомянутого электронного или фотонного материала из упомянутой пленки с оставлением на упомянутой подложке упомянутого структурированного электронного или фотонного материала и упомянутого слоя модификации поверхностной энергии. Изобретение обеспечивает создание новой простой технологии формирования рельефа, которая позволяет структурировать полупроводниковые полимеры с высоким разрешением. 7 н. и 22 з.п. ф-лы, 6 ил.

Изобретение относится к технологии создания сложных проводящих структур и может быть использовано в нанотехнологии, микроэлектронике для создания сверхминиатюрных приборов, интегральных схем и запоминающих устройств. Изобретение направлено на обеспечение формирование монокристаллических нанопроводников заданной геометрии в матрице собственного оксида. Способ формирования монокристаллических нанопроводников в матрице из собственного оксида включает нанесение на поверхность монокристаллической пластины маски с требуемой топологией формируемого монокристаллического нанопровода, травление открытых участков монокристаллической пластины с обеспечением отрицательных углов наклона стенок вытравливаемых углублений к исходной поверхности без нарушения сплошности материала пластины и последующее окисление монокристаллической пластины до смыкания оксида вокруг сохраненного в виде выступа проводящего вещества. Указанный результат достигается также тем, что перед проведением процесса окисления производится полное или частичное удаление маски. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к изготовлению конструктивных элементов микромеханических приборов на кремниевых монокристаллических подложках. Изобретение обеспечивает снижение трудоемкости изготовления и повышение качества структур. Способ изготовления глубокопрофилированных кремниевых структур включает нанесение защитной пленки на плоскую пластину из монокристаллического кремния с ориентацией поверхности в плоскости (100), нанесение на нее с двух сторон защитного слоя фоторезиста, проведение одно-двухсторонней фотолитографии, вскрытие окон в защитной пленке, повторное нанесение защитной пленки, проведение одно-двухсторонней фотолитографии, вскрытие окон меньшего размера до поверхности пластины, проведение анизотропного травления в образовавшемся окне, стравливание защитной пленки и проведение анизотропного травления. Представлены альтернативные способы изготовления глубокопрофилированных структур. 5 ил.

Использование: для селекции электромагнитного излучения. Сущность изобретения заключается в том, что микроструктурный элемент выполнен в виде перфорированной сеточной структуры, объем которой в основном выполнен из полимерной пленки и вся ее поверхность, включая внутренние полости, металлизирована. Технический результат: обеспечение возможности формирования перфорированных пленок в диапазоне толщин от нескольких микрометров до нескольких миллиметров. 2 н. и 3 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к приборостроению и может применяться для изготовления конструктивных элементов микромеханических приборов на кремниевых монокристаллических подложках, а именно упругих подвесов и всего чувствительного элемента в целом, например для микромеханических акселерометров и гироскопов. Изобретение обеспечивает снижение трудоемкости изготовления и повышение качества структур. Способ микропрофилирования кремниевых структур включает нанесение защитной пленки на пластину из монокристаллического кремния, формирование из защитной пленки локальной маски в области формирования микропрофиля, анизотропное травление пластины монокристаллического кремния, нанесение защитной пленки, нанесение слоя поликристаллического кремния, анизотропное травление поликристаллического кремния, окисление поликристаллического кремния, травление диоксида кремния со вновь наносимой защитной пленки, травление защитной пленки до поверхности пластины и анизотропное травление в образовавшемся окне пластины монокристаллического кремния. Повторяют поочередно эти процессы необходимое количество раз до получения требуемого микропрофиля с последующим сглаживанием в изотропном или анизотропном травителе или анизотропном и изотропном травителях полученной поверхности. 2 ил.

Изобретение относится к подложке с маской для травления, которая нанесена при помощи алмазоподобного углерода, и способу изготовления указанной подложки. Способ изготовления подложки с маской для травления включает подготовку подложки, нанесение фоточувствительного материала на поверхность подложки, экспонирование и проявление фоточувствительного материала для формирования рисунка в фоторезисте, формирование покрывающей пленки из алмазоподобного углерода на поверхности подложки и поверхности рисунка в фоторезисте и отделение покрывающей пленки вместе с рисунком в фоторезисте для формирования рисунка из алмазоподобного углерода на поверхности подложки. Техническим результатом изобретения является создание подложки с маской для травления, обеспечивающей высокоточное нанесение рисунка. 2 н. и 4 з.п. ф-лы, 5 ил.

Использование: для изготовления микроэлектромеханических структур. Сущность изобретения заключается в том, что способ защиты углов трехмерных микромеханических структур на кремниевой пластине с кристаллографической ориентацией (100) при глубинном анизотропном травлении в водном растворе гидрооксида калия КОН включает формирование масочного рисунка с элементами защиты углов, элементы защиты углов, имеющие диагональную форму на топологической маске, располагают под углом 45° к контурам жесткого центра, причем размеры изготовляемых трехмерных микромеханических структур определяются из определенных условий. Технический результат: обеспечение возможности повышения качества и увеличения процента выхода годных трехмерных микромеханических структур. 6 ил., 2 табл.

Изобретение относится к приборостроению и может применяться при изготовлении кремниевых микромеханических датчиков, таких как датчики давления и акселерометры. Сущность изобретения: в способе изготовления глубокопрофилированных кремниевых структур на кремниевой пластине создают защитный слой, создают контрастный слой из материала, отличающегося от материала защитного слоя, формируют последовательными операциями фотолитографии и травления структуру заданного профиля до появления кремния в области максимальной глубины структуры, последующем чередованием травления кремния и оставшегося защитного слоя получают в кремнии заданный профиль. Вскрытие кремния в области максимальной глубины структуры проводят после создания защитного слоя, а затем наносят контрастный слой на защитный слой и на вскрытый участок кремния и проводят формирование структуры заданного профиля. Изобретение обеспечивает повышение точности изготовления глубокопрофилированных кремниевых структур. 10 ил.

Изобретение может быть использовано для создания упругих подвесов, торсионов и других элементов (например, балок, мембран, струн) микромеханических устройств, например кремниевых гироскопов и акселерометров. Способ изготовления упругого элемента микромеханического устройства заключается в окислении плоской пластины из монокристаллического кремния с ориентацией поверхности в плоскости (100), трехкратного проведения последовательности операций, состоящей из нанесения фоторезиста, вскрытия в нем окон методом двухсторонней фотолитографии и травления окисла по вскрытым окнам. На первом этапе травление окисла проводится до кремния, на втором на глубину, равную 2/3, а на третьем на глубину, равную 1/3 от его начальной толщины. Далее проводят жидкостное травление кремния на глубину, равную 0,5 H1, и дважды повторяют последовательность операций, состоящую из травления окисла на глубину, равную 1/3 от его начальной толщины, и жидкостного травления кремния. Изобретение обеспечивает улучшение качества и воспроизводимости технологии. 6 з.п. ф-лы, 6 ил.
Наверх