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(lái)，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(lái)，隨著微電子機(jī)械系統(tǒng)(MEMS)的發(fā)展，多孔硅優(yōu)良的機(jī)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(duì)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(jìn)行了研究。 采用雙槽電化學(xué)腐蝕法制備多孔硅，通過(guò)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(shí)研究了腐蝕時(shí)間和電

2、流密度對(duì)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(shí)發(fā)現(xiàn)對(duì)于不同的腐蝕電流密度，多孔硅的孔隙率都有隨腐蝕時(shí)間的延長(zhǎng)先增加后降低的趨勢(shì)。 為了適應(yīng)在大尺寸硅片上制備多孔硅的要求，對(duì)原電池法制備多孔硅進(jìn)行了初步研究，主要研究了背電極的制備條件對(duì)多孔硅性能的影響，發(fā)現(xiàn)增加背電極的厚度對(duì)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(duì)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(shì)。同樣采用微拉曼光譜法對(duì)多孔硅的熱導(dǎo)率進(jìn)行了成功的測(cè)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(shí)驗(yàn)中熱導(dǎo)率最低可達(dá)到0.624W/mK。 為對(duì)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