RU2580910C1 - Method of making elastic element of micromechanical device - Google Patents
Method of making elastic element of micromechanical device Download PDFInfo
- Publication number
- RU2580910C1 RU2580910C1 RU2014150638/28A RU2014150638A RU2580910C1 RU 2580910 C1 RU2580910 C1 RU 2580910C1 RU 2014150638/28 A RU2014150638/28 A RU 2014150638/28A RU 2014150638 A RU2014150638 A RU 2014150638A RU 2580910 C1 RU2580910 C1 RU 2580910C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- elastic element
- oxide
- etching
- windows
- photoresist
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Weting (AREA)
- Micromachines (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области приборостроения и может быть использовано для изготовления упругих подвесов, торсионов и других элементов (например, балок, мембран, струн), формируемых жидкостным анизотропным травлением кремния, при создании микромеханических устройств, например кремниевых гироскопов и акселерометров.The invention relates to the field of instrumentation and can be used for the manufacture of elastic suspensions, torsion bars and other elements (for example, beams, membranes, strings) formed by liquid anisotropic etching of silicon, when creating micromechanical devices, such as silicon gyroscopes and accelerometers.
Известен способ изготовления упругого элемента [патент РФ №2059321], заключающийся в последовательном выполнении следующих операций: окисление кремниевой пластины, нанесение на нее защитного слоя фоторезиста, односторонняя фотолитография, вскрытие окна в окисле в области формирования упругого элемента на ширину, большую требуемой ширины упругого элемента, легирование кремния в окне на глубину, равную требуемой толщине упругого элемента, удаление окисла и повторное окисление пластины кремния, нанесение на нее защитного слоя фоторезиста, односторонняя фотолитография на стороне, противоположной легированию, вскрытие окна в окисле в области формирования упругого элемента на ширину, большую требуемой ширины упругого элемента, и анизотропное травление до легированного слоя кремния.A known method of manufacturing an elastic element [RF patent No. 2059321], which consists in sequentially performing the following operations: oxidation of the silicon wafer, applying a protective layer of photoresist, one-sided photolithography, opening the window in the oxide in the region of formation of the elastic element to a width greater than the required width of the elastic element alloying silicon in the window to a depth equal to the required thickness of the elastic element, removing oxide and re-oxidizing the silicon wafer, applying a protective layer of photoresist to it, unilateral photolithography on the side opposite to doping, opening the window in the oxide in the region of formation of the elastic element to a width greater than the required width of the elastic element, and anisotropic etching to the doped silicon layer.
Недостатком известного способа является наличие в технологическом процессе операции легирования кремния, что усложняет технологический процесс и требует наличия дополнительного оборудования.The disadvantage of this method is the presence in the process of the operation of alloying silicon, which complicates the process and requires additional equipment.
Известен способ изготовления упругого элемента из пластины монокристаллического кремния [патент РФ 2300823 C2 (прототип)], заключающийся в нанесении защитного слоя фоторезиста на окисленную пластину монокристаллического кремния, проведении двухстороннего экспонирования для вскрытия окон в окисле кремния с созданием топологии «самотормозящейся» канавки, проведении анизотропного травления, повторного вскрытия окон для формирования окончательной геометрии упругого элемента и окончательном анизотропном травлении во вновь вскрытых окнах.A known method of manufacturing an elastic element from a plate of single-crystal silicon [RF patent 2300823 C2 (prototype)], which consists in applying a protective layer of photoresist on an oxidized plate of single-crystal silicon, conducting two-sided exposure to open windows in silicon oxide with the creation of the topology of a "self-braking" groove, conducting anisotropic etching, re-opening the windows to form the final geometry of the elastic element and the final anisotropic etching in the newly opened windows.
Недостатком данного способа является то, что при повторном нанесении фоторезиста для повторного вскрытия окон нанесение фоторезиста происходит на поверхность со сформированными углублениями, что препятствует однородному нанесению фоторезиста и ухудшает качество фотолитографии и всего изделия в целом. Вторым недостатком является то, что данным способом невозможно получить упругий подвес с однородным распределением толщины по всей его площади.The disadvantage of this method is that when the photoresist is re-applied to re-open the windows, the photoresist is applied to the surface with formed recesses, which prevents the uniform application of the photoresist and affects the quality of the photolithography and the entire product as a whole. The second disadvantage is that in this way it is impossible to obtain an elastic suspension with a uniform distribution of thickness over its entire area.
Задачей, на решение которой направлено изобретение, является создание способа изготовления упругого элемента, лишенного недостатков, указанных выше.The problem to which the invention is directed, is to create a method of manufacturing an elastic element, devoid of the disadvantages indicated above.
Технический результат изобретения состоит в том, что предлагаемый способ изготовления упругого элемента микромеханического устройства позволяет обеспечить улучшение качества и воспроизводимости технологии.The technical result of the invention lies in the fact that the proposed method for manufacturing an elastic element of a micromechanical device allows to improve the quality and reproducibility of the technology.
Технический результат достигается за счет того, что в способе изготовления упругого элемента микромеханического устройства, заключающемся в окислении плоской пластины из монокристаллического кремния с ориентацией поверхности в плоскости (100), нанесении на нее с двух сторон защитного слоя фоторезиста, предварительном вскрытии окон в слое фоторезиста при помощи двухсторонней фотолитографии, травлении окисла по вскрытым окнам в области формирования упругого элемента, анизотропном травлении пластины до промежуточной глубины, вторичном вскрытии окна в окисле для конечного формирования упругого элемента и анизотропного травления до получения требуемой толщины упругого элемента, согласно изобретению перед вскрытием окон в области формирования упругого элемента вскрывают окна в слое фоторезиста, определяющие геометрию упругого элемента, травят окисел по вскрытым окнам до кремния и повторно формируют защитный слой фоторезиста на обеих сторонах пластины, травление окисла по вскрытым окнам в области формирования упругих элементов проводят на глубину, равную 2/3 от начальной толщины окисла, и повторно наносят защитный слой фоторезиста на обеих сторонах пластины, вскрытие окон в слое окисла для конечного формирования упругого элемента проводят на глубину, равную 1/3 от начальной толщины окисла, перед анизотропным травлением пластины до промежуточной глубины H2 проводят анизотропное травление пластины на глубину, равную 0,5 H1, где H1 - конечная толщина упругого элемента, и травление окисла на глубину, равную 1/3 от начальной толщины окисла, перед анизотропным травлением на глубину H3 до получения требуемой толщины упругого элемента проводят травление окисла на глубину, равную 1/3 от начальной толщины окисла.The technical result is achieved due to the fact that in the method of manufacturing an elastic element of a micromechanical device, which consists in oxidizing a flat plate of single-crystal silicon with the surface orientation in the (100) plane, applying a photoresist protective layer on it from both sides, and opening windows in the photoresist layer before using double-sided photolithography, oxide etching through open windows in the region of elastic element formation, anisotropic etching of the plate to an intermediate depth, secondary opening the window in the oxide for the final formation of the elastic element and anisotropic etching to obtain the desired thickness of the elastic element, according to the invention, before opening the windows in the region of formation of the elastic element, open the windows in the photoresist layer, which determine the geometry of the elastic element, etch the oxide through the opened windows to silicon and re-form a protective layer of photoresist on both sides of the plate, oxide etching through open windows in the region of formation of elastic elements is carried out to a depth equal to 2/3 of the initial thickness of the oxide, and the photoresist protective layer is re-applied on both sides of the plate, the windows in the oxide layer are opened for the final formation of the elastic element to a depth equal to 1/3 of the initial oxide thickness, anisotropic etching is performed before anisotropic etching of the plate to an intermediate depth of H 2 plate to a depth of 0.5 H 1 , where H 1 is the final thickness of the elastic element, and etching the oxide to a depth equal to 1/3 of the initial thickness of the oxide, before anisotropic etching to a depth of H 3 to obtain the desired thickness Iny of the elastic element etch the oxide to a depth equal to 1/3 of the initial oxide thickness.
Отличительными признаками заявленного способа является то, что размеры упругого элемента определяются по соотношениям:Distinctive features of the claimed method is that the dimensions of the elastic element are determined by the ratios:
W=W1-M;W = W 1 -M;
L=L1+M,L = L 1 + M,
где W1 и W - ширина топологического рисунка, определяющего упругий элемент, в слое фоторезиста и конечного упругого элемента соответственно, M - ширина технологической перемычки, L - длина конечного упругого элемента, L1 - длина топологического рисунка, определяющего упругий элемент в слое фоторезиста, причем размеры окон в слое окисла в области упругих элементов определяются по соотношениям:where W 1 and W are the width of the topological pattern defining the elastic element in the layer of the photoresist and the final elastic element, respectively, M is the width of the technological bridge, L is the length of the final elastic element, L 1 is the length of the topological pattern defining the elastic element in the layer of the photoresist, and the sizes of the windows in the oxide layer in the region of elastic elements are determined by the relations:
W2=W1-2M;W 2 = W 1 -2M;
L2=L+2L3;L 2 = L + 2L 3 ;
0,5(H-H1)ctg(54,74)<L3<0,5(H-H1)ctg(33),0.5 (HH 1 ) ctg (54.74) <L 3 <0.5 (HH 1 ) ctg (33),
где W2 - ширина окна в слое окисла в области упругого элемента, L2 и L3 - длина окна в слое окисла в области упругого элемента и длина технологической области соответственно, H и H1 - толщина исходной кремниевой пластины и конечного упругого элемента соответственно, а глубины H2 и H3 анизотропного травления пластины определяют по соотношениям:where W 2 is the window width in the oxide layer in the region of the elastic element, L 2 and L 3 are the window length in the oxide layer in the region of the elastic element and the length of the technological region, respectively, H and H 1 are the thickness of the initial silicon wafer and the final elastic element, respectively, and the depths of H 2 and H 3 anisotropic etching of the plate is determined by the relations
где V100 и V311 - скорости травления плоскостей (100) и (311) пластины из монокристаллического кремния. Другим отличительным признаком является то, что анизотропное травление до получения требуемой толщины упругого элемента на глубину H3 проводят в водном растворе гидроксида тетраметиламмония с концентрацией в диапазоне 20-25 массовых процентов, причем момент окончания процесса анизотропного травления кремния до промежуточной глубины определяют при помощи двух канавок различной ширины в пластине монокристаллического кремния, в области, не занятой упругими элементами, в случае если меньшая из двух канавок дотравлена до самоторможения, а во второй канавке присутствует плоское дно, причем канавки для определения момента окончания процесса анизотропного травлении кремния до промежуточной глубины формируют путем травления окон в слое окисла, одновременно с травлением окисла в области формирования упругих элементов, размеры которых определяются по формулам:where V 100 and V 311 are the etching rates of the (100) and (311) planes of a single-crystal silicon wafer. Another distinguishing feature is that anisotropic etching to obtain the desired thickness of the elastic element to a depth of H 3 is carried out in an aqueous solution of tetramethylammonium hydroxide with a concentration in the range of 20-25 mass percent, and the moment of completion of the process of anisotropic etching of silicon to an intermediate depth is determined using two grooves of different widths in a single-crystal silicon wafer, in a region not occupied by elastic elements, if the smaller of the two grooves is etched to self-braking, and there is a flat bottom in the second groove, and the grooves for determining the end of the process of anisotropic etching of silicon to an intermediate depth are formed by etching windows in the oxide layer, simultaneously with etching of oxide in the region of formation of elastic elements, the dimensions of which are determined by the formulas:
W3=(H-H1-H3-N)ctg(54,74);W 3 = (HH 1 -H 3 -N) ctg (54.74);
W4=(H-H1-H3+N)ctg(54,74);W 4 = (HH 1 -H 3 + N) ctg (54.74);
L4>W4,L 4 > W 4 ,
где W3 и W4 - ширина первой и второй канавки соответственно, L4 - длина обеих канавок, N - расстояние, определяющее точность измерения глубины травления. Соблюдение указанных соотношений и последовательностей выполнения операций позволяет формировать структуры, избегая трудно реализуемой и воспроизводимой операции нанесения слоя фоторезиста на сильно профилированную поверхность, в результате чего улучшается качество и повышается процент выхода годных изделий. При этом толщина подвеса H1 будет однородна по всей длине, что обеспечивает воспроизводимость технологии микромеханических устройств на пластине.where W 3 and W 4 are the widths of the first and second grooves, respectively, L 4 is the length of both grooves, N is the distance that determines the accuracy of measuring the etching depth. Compliance with the indicated ratios and sequences of operations allows you to form structures, avoiding the difficult to implement and reproducible operation of applying a layer of photoresist on a highly profiled surface, resulting in improved quality and increased yield. Moreover, the suspension thickness H 1 will be uniform along the entire length, which ensures reproducibility of the technology of micromechanical devices on the plate.
Заявитель не обнаружил технических решений, имеющих признаки, сходные с признаками, отличающими заявляемое решение от прототипа, следовательно, предлагаемое техническое решение обладает существенными отличиями.The applicant did not find technical solutions having features similar to those that distinguish the claimed solution from the prototype, therefore, the proposed technical solution has significant differences.
Предлагаемое изобретение иллюстрируется чертежами.The invention is illustrated by drawings.
На фиг. 1 изображены окна в слое окисла, определяющие геометрию упругого элемента.In FIG. 1 shows windows in an oxide layer defining the geometry of an elastic element.
На фиг. 2 изображены окна в слое окисла, в области формирования упругих элементов.In FIG. 2 shows windows in the oxide layer, in the region of formation of elastic elements.
На фиг. 3 изображены окна в слое окисла для конечного формирования упругого элемента.In FIG. 3 shows windows in an oxide layer for the final formation of an elastic element.
На фиг. 4а изображена форма упругого элемента после травления пластины до промежуточной толщины (вид сверху).In FIG. 4a shows the shape of the elastic element after etching the plate to an intermediate thickness (top view).
На фиг. 4б изображена форма сечения упругого элемента после анизотропного травления пластины до промежуточной глубины.In FIG. 4b shows the cross-sectional shape of the elastic element after anisotropic etching of the plate to an intermediate depth.
На фиг. 5а изображена форма сформированного упругого элемента (вид сверху).In FIG. 5a shows the shape of the formed elastic element (top view).
На фиг. 5б изображена форма сечения сформированного упругого элемента.In FIG. 5b shows a sectional shape of a formed elastic element.
На фиг. 6 изображены канавки для определения момента окончания процесса анизотропного травления кремния до промежуточной глубины.In FIG. 6 shows grooves for determining the moment of completion of anisotropic etching of silicon to an intermediate depth.
Способ реализуется следующим образом. На окисленную плоскую пластину 1 из монокристаллического кремния с ориентацией поверхности в плоскости (100) наносят с двух сторон защитный слой фоторезиста, вскрывают окна в слое фоторезиста 2, определяющие геометрию упругого элемента, при помощи двухсторонней фотолитографии. Далее проводят операцию травления окисла по вскрытым окнам до кремния и повторно формируют защитный слой фоторезиста на обеих сторонах пластины, после чего вскрывают окна в слое фоторезиста 3 в области формирования упругих элементов и травят окисел на глубину, равную 2/3 от его начальной толщины. Далее повторно наносят защитный слой фоторезиста на обеих сторонах пластины, вскрывают окна в слое фоторезиста 4 для конечного формирования упругого элемента и проводят травление окисла на глубину, равную 1/3 от его начальной толщины. На следующем этапе последовательно проводят анизотропное травление пластины на глубину, равную 0,5 H1, травление окисла на глубину, равную 1/3 от его начальной толщины, анизотропным травлением пластины до промежуточной глубины, повторное травление окисла на глубину, равную 1/3 от его начальной толщины, и анизотропным травлением до получения требуемой толщины упругого элемента.The method is implemented as follows. A photoresist protective layer is applied on both sides to an oxidized
При разработке топологии следует учитывать следующие соотношения: размеры упругого элемента определяются по соотношениям:When developing a topology, the following relationships should be taken into account: the dimensions of an elastic element are determined by the relationships:
W=W1-M;W = W 1 -M;
L=L1+M,L = L 1 + M,
где W1 и W - ширина топологического рисунка, определяющего упругий элемент, в слое фоторезиста и конечного упругого элемента соответственно, М - ширина технологической перемычки, L - длина конечного упругого элемента, L1 - длина топологического рисунка, определяющего упругий элемент в слое фоторезиста. Размеры окон в слое окисла в области упругих элементов определяются по соотношениям:where W 1 and W are the width of the topological pattern defining the elastic element in the layer of the photoresist and the final elastic element, respectively, M is the width of the technological bridge, L is the length of the final elastic element, L 1 is the length of the topological pattern defining the elastic element in the layer of the photoresist. The dimensions of the windows in the oxide layer in the region of elastic elements are determined by the relations:
W2=W1-2M;W 2 = W 1 -2M;
L2=L+2L3;L 2 = L + 2L 3 ;
0,5(H-H1)ctg(54,74)<L3<0,5(H-H1)ctg(33),0.5 (HH 1 ) ctg (54.74) <L 3 <0.5 (HH 1 ) ctg (33),
где W2 - ширина окна в слое окисла в области упругого элемента, L2 и L3 - длина окна в слое окисла в области упругого элемента и длина технологической области соответственно, H и H1 - толщина исходной кремниевой пластины и конечного упругого элемента соответственно. Глубины H2 и H3 анизотропного травления пластины определяют по соотношениям:where W 2 is the window width in the oxide layer in the region of the elastic element, L 2 and L 3 are the window length in the oxide layer in the region of the elastic element and the length of the technological region, respectively, H and H 1 are the thickness of the initial silicon wafer and the final elastic element, respectively. Depths of H 2 and H 3 anisotropic etching of the plate is determined by the relations:
где V100 и V311 - скорости травления плоскостей (100) и (311) пластины из монокристаллического кремния. Анизотропное травление до получения требуемой толщины упругого элемента (окончательное травление) проводят в водном растворе гидроксида тетраметиламмония с концентрацией в диапазоне 20-25 массовых процентов. Момент окончания процесса анизотропного травлении кремния до промежуточной глубины определяют при помощи двух канавок различной ширины 5, 6 в пластине монокристаллического кремния, в области, не занятой упругими элементами, в случае если меньшая из двух канавок 5 дотравлена до самоторможения, а в большей канавке 6 присутствует плоское дно. При разработке топологии необходимо учитывать, что канавки для определения момента окончания процесса анизотропного травления кремния до промежуточной глубины формируют путем травления окон в слое окисла, одновременно с травлением окисла в области формирования упругих элементов, размеры которых определяются по формулам:where V 100 and V 311 are the etching rates of the (100) and (311) planes of a single-crystal silicon wafer. Anisotropic etching to obtain the required thickness of the elastic element (final etching) is carried out in an aqueous solution of tetramethylammonium hydroxide with a concentration in the range of 20-25 mass percent. The moment of completion of the process of anisotropic etching of silicon to an intermediate depth is determined using two grooves of
W3=(H-H1-H3-N)ctg(54,74);W 3 = (HH 1 -H 3 -N) ctg (54.74);
W4=(H-H1-H3+N)ctg(54,74);W 4 = (HH 1 -H 3 + N) ctg (54.74);
L4>W4,L 4 > W 4 ,
где W3 и W4 - ширина первой и второй канавки соответственно, L4 - длина обеих канавок, N - расстояние, определяющее точность измерения глубины травления.where W 3 and W 4 are the widths of the first and second grooves, respectively, L 4 is the length of both grooves, N is the distance that determines the accuracy of measuring the etching depth.
Применение предложенного способа позволяет обеспечить возможность реализации различных конструктивных вариантов упругих элементов, в том числе с однородным распределением толщины по всей его площади, что наряду с отсутствием необходимости проведения операции нанесения фоторезиста на рельефную поверхность позволяет улучшить качество, повысить воспроизводимость технологии и процент выхода годных изделий.The application of the proposed method makes it possible to implement various structural options for elastic elements, including with a uniform distribution of thickness over its entire area, which, along with the absence of the need for a photoresist deposition operation on a relief surface, can improve quality, increase technology reproducibility and yield rate.
По описанной технологии были изготовлены образцы упругих подвесов толщиной (H1) 10 мкм, шириной (W) 1635 мкм и длиной (L) 600 мкм. Изготовление проводили следующим образом: пластину монокристаллического кремния с ориентацией поверхности в плоскости (100) толщиной (H) 385 мкм окисляли. Толщина окисла составляла 1,2 мкм. Далее на пластину с двух сторон наносили защитный слой фоторезиста и вскрывали в нем окна методом двухсторонней фотолитографии. При этом ширина и длина топологического рисунка, определяющего упругий элемент (W1 и L1), составляли 1665 мкм и 570 мкм соответственно. Далее проводили травление окисла по вскрытым окнам до кремния и повторно формировали защитный слой фоторезиста на обеих сторонах пластины, после чего вскрывали окна в слое фоторезиста в области формирования упругих элементов. Ширина и длина окон в слое фоторезиста в области формирования упругих элементов (W2 и L2) составляла 1605 мкм и 830 мкм соответственно. Далее проводили травление окисла по вскрытым окнам на глубину 0,8 мкм и повторно формировали защитный слой фоторезиста. Далее вскрывали окна в слое фоторезиста для конечного формирования упругого элемента и проводили травление окисла на глубину, равную 0,4 мкм. На следующем этапе последовательно проводили анизотропное травление пластины на глубину, равную 5 мкм, травление окисла на глубину, равную 0,4 мкм, анизотропное травлением пластины до промежуточной глубины (H2) 85 мкм, повторное травление окисла на глубину, равную 0,4 мкм, и анизотропное травление до получения требуемой толщины упругого элемента на глубину (H3) 103 мкм. Момент окончания процесса анизотропного травления кремния до промежуточной глубины определяли при помощи двух канавок шириной (W3 и W4) 119 мкм и 122 мкм. Длина каждой канавки (L4) составляла 500 мкм.According to the described technology, samples of elastic suspensions were made with a thickness (H 1 ) of 10 μm, a width of (W) 1635 μm and a length (L) of 600 μm. The manufacture was carried out as follows: a single-crystal silicon wafer with a surface orientation in the (100) plane of thickness (H) 385 μm was oxidized. The oxide thickness was 1.2 μm. Next, a protective layer of photoresist was applied to the plate on both sides and the windows were opened in it using double-sided photolithography. The width and length of the topological pattern defining the elastic element (W 1 and L 1 ) were 1665 μm and 570 μm, respectively. Then, the oxide was etched along the opened windows to silicon and the photoresist protective layer was re-formed on both sides of the plate, after which the windows in the photoresist layer were opened in the region of elastic element formation. The width and length of the windows in the photoresist layer in the region of formation of elastic elements (W 2 and L 2 ) were 1605 μm and 830 μm, respectively. Next, the oxide was etched through the opened windows to a depth of 0.8 μm and the photoresist protective layer was re-formed. Next, the windows in the photoresist layer were opened for the final formation of the elastic element and the oxide was etched to a depth of 0.4 μm. At the next stage, anisotropic etching of the plate to a depth of 5 μm was carried out sequentially, etching of the oxide to a depth of 0.4 μm, anisotropic etching of the plate to an intermediate depth (H 2 ) of 85 μm, repeated etching of the oxide to a depth of 0.4 μm and anisotropic etching to obtain the desired thickness of the elastic element to a depth of (H 3 ) 103 μm. The moment of completion of the process of anisotropic etching of silicon to an intermediate depth was determined using two grooves with a width (W 3 and W 4 ) of 119 μm and 122 μm. The length of each groove (L 4 ) was 500 μm.
Claims (7)
W=W1-M;
L=L1+M,
где W1 и W - ширина топологического рисунка, определяющего упругий элемент, в слое фоторезиста и конечного упругого элемента соответственно, М - ширина технологической перемычки, L - длина конечного упругого элемента, L1 - длина топологического рисунка, определяющего упругий элемент в слое фоторезиста.2. A method of manufacturing an elastic element of a micromechanical device according to claim 1, characterized in that the dimensions of the elastic element are determined by the ratios:
W = W 1 -M;
L = L 1 + M,
where W 1 and W are the width of the topological pattern defining the elastic element in the layer of the photoresist and the final elastic element, respectively, M is the width of the technological bridge, L is the length of the final elastic element, L 1 is the length of the topological pattern defining the elastic element in the layer of the photoresist.
W2=W1-2M;
L2=L+2L3;
0,5(H-H1)ctg(54,74)<L3<0,5(H-H1)ctg(33),
где W2 - ширина окна в слое окисла в области упругого элемента, L2 и L3 - длина окна в слое окисла в области упругого элемента и длина технологической области соответственно, Н и H1 - толщина исходной кремниевой пластины и конечного упругого элемента соответственно.3. A method of manufacturing an elastic element of a micromechanical device according to claim 2, characterized in that the dimensions of the windows in the oxide layer in the region of the elastic elements are determined by the ratios:
W 2 = W 1 -2M;
L 2 = L + 2L 3 ;
0.5 (HH 1 ) ctg (54.74) <L 3 <0.5 (HH 1 ) ctg (33),
where W 2 is the window width in the oxide layer in the region of the elastic element, L 2 and L 3 are the window length in the oxide layer in the region of the elastic element and the length of the technological region, respectively, H and H 1 are the thickness of the initial silicon wafer and the final elastic element, respectively.
где V100 и V311 - скорости травления плоскостей (100) и (311) пластины из монокристаллического кремния.4. A method of manufacturing an elastic element of a micromechanical device according to claim 3, characterized in that the depths of H 2 and H 3 of anisotropic etching of the plate are determined by the ratios:
where V 100 and V 311 are the etching rates of the (100) and (311) planes of a single-crystal silicon wafer.
W3=(H-H1-H3-N)ctg(54,74);
W4=(H-H1-H3+N)ctg(54,74);
L4>W4,
где W3 и W4 - ширина первой и второй канавки соответственно, L4 - длина обеих канавок, N - расстояние, определяющее точность измерения глубины травления. 7. A method of manufacturing an elastic element of a micromechanical device according to claim 5, characterized in that the grooves for determining the moment of completion of the anisotropic etching process of silicon to an intermediate depth are formed by etching windows in the oxide layer, simultaneously with etching of oxide in the region of formation of elastic elements, the dimensions of which are determined according to the formulas:
W 3 = (HH 1 -H 3 -N) ctg (54.74);
W 4 = (HH 1 -H 3 + N) ctg (54.74);
L 4 > W 4 ,
where W 3 and W 4 are the widths of the first and second grooves, respectively, L 4 is the length of both grooves, N is the distance that determines the accuracy of measuring the etching depth.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2014150638/28A RU2580910C1 (en) | 2014-12-15 | 2014-12-15 | Method of making elastic element of micromechanical device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2014150638/28A RU2580910C1 (en) | 2014-12-15 | 2014-12-15 | Method of making elastic element of micromechanical device |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2580910C1 true RU2580910C1 (en) | 2016-04-10 |
Family
ID=55794332
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2014150638/28A RU2580910C1 (en) | 2014-12-15 | 2014-12-15 | Method of making elastic element of micromechanical device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2580910C1 (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2648287C1 (en) * | 2016-12-27 | 2018-03-23 | Акционерное общество "Научно-исследовательский институт физических измерений" | Method of manufacture of elastic elements of micromechanical sensors |
| RU2672033C1 (en) * | 2017-11-13 | 2018-11-08 | Акционерное общество "Научно-исследовательский институт физических измерений" | Method for formation of silica areas in silicon plate |
| RU2698486C1 (en) * | 2018-11-21 | 2019-08-28 | Акционерное общество "Научно-исследовательский институт физических измерений" | Method for manufacturing of integral converters |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2059321C1 (en) * | 1993-08-04 | 1996-04-27 | Алексей Викторович Полынков | Method for producing flexible parts from single-crystalline silicon |
| RU2209487C2 (en) * | 2001-12-03 | 2003-07-27 | Открытое акционерное общество Арзамасское научно-производственное предприятие "Темп-Авиа" | Method for producing flexible member of micromechanical device |
| RU2211504C1 (en) * | 2002-07-25 | 2003-08-27 | Государственное образовательное учреждение высшего и послевузовского образования Нижегородский государственный технический университет | Method for producing flexible components from single-crystalline silicon |
| RU2300823C2 (en) * | 2005-08-30 | 2007-06-10 | Открытое акционерное общество Арзамасское научно-производственное предприятие "ТЕМП-АВИА" (ОАО АНПП "ТЕМП-АВИА") | Method for manufacturing flexible member of micromechanical device |
| JP2009264899A (en) * | 2008-04-24 | 2009-11-12 | Yamaha Corp | Mems (microelectromechanical systems) manufacturing method and mems |
| JP2011137683A (en) * | 2009-12-28 | 2011-07-14 | Yamaha Corp | Method of manufacturing acceleration sensor, and monoaxial acceleration sensor |
-
2014
- 2014-12-15 RU RU2014150638/28A patent/RU2580910C1/en active
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2059321C1 (en) * | 1993-08-04 | 1996-04-27 | Алексей Викторович Полынков | Method for producing flexible parts from single-crystalline silicon |
| RU2209487C2 (en) * | 2001-12-03 | 2003-07-27 | Открытое акционерное общество Арзамасское научно-производственное предприятие "Темп-Авиа" | Method for producing flexible member of micromechanical device |
| RU2211504C1 (en) * | 2002-07-25 | 2003-08-27 | Государственное образовательное учреждение высшего и послевузовского образования Нижегородский государственный технический университет | Method for producing flexible components from single-crystalline silicon |
| RU2300823C2 (en) * | 2005-08-30 | 2007-06-10 | Открытое акционерное общество Арзамасское научно-производственное предприятие "ТЕМП-АВИА" (ОАО АНПП "ТЕМП-АВИА") | Method for manufacturing flexible member of micromechanical device |
| JP2009264899A (en) * | 2008-04-24 | 2009-11-12 | Yamaha Corp | Mems (microelectromechanical systems) manufacturing method and mems |
| JP2011137683A (en) * | 2009-12-28 | 2011-07-14 | Yamaha Corp | Method of manufacturing acceleration sensor, and monoaxial acceleration sensor |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2648287C1 (en) * | 2016-12-27 | 2018-03-23 | Акционерное общество "Научно-исследовательский институт физических измерений" | Method of manufacture of elastic elements of micromechanical sensors |
| RU2672033C1 (en) * | 2017-11-13 | 2018-11-08 | Акционерное общество "Научно-исследовательский институт физических измерений" | Method for formation of silica areas in silicon plate |
| RU2698486C1 (en) * | 2018-11-21 | 2019-08-28 | Акционерное общество "Научно-исследовательский институт физических измерений" | Method for manufacturing of integral converters |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2580910C1 (en) | Method of making elastic element of micromechanical device | |
| US10464061B2 (en) | Nanochannel device with three dimensional gradient by single step etching for molecular detection | |
| Finnegan et al. | High aspect ratio anisotropic silicon etching for x-ray phase contrast imaging grating fabrication | |
| US20150091140A1 (en) | Multiple silicon trenches forming method for mems sealing cap wafer and etching mask structure thereof | |
| RU2539767C1 (en) | Method of manufacturing deeply profiled silicon structures | |
| JP4146850B2 (en) | Manufacturing method of vertical step structure | |
| RU2648287C1 (en) | Method of manufacture of elastic elements of micromechanical sensors | |
| RU2601219C1 (en) | Method of making micromechanical elastic elements | |
| RU2572288C1 (en) | Method of manufacturing deep profiled silicon structures | |
| RU2300823C2 (en) | Method for manufacturing flexible member of micromechanical device | |
| US20150021745A1 (en) | Reactive ion etching | |
| KR102481312B1 (en) | Method for producing a technical mask | |
| RU2628732C1 (en) | Method for forming monocrystalline element of micromechanical device | |
| RU2437181C1 (en) | Manufacturing method of deep-shaped silicon structures | |
| RU2691162C1 (en) | Method of forming deeply profiled silicon structures | |
| US8716050B2 (en) | Oxide microchannel with controllable diameter | |
| KR102544057B1 (en) | Methods for forming nanopores and resulting structures | |
| RU2559336C1 (en) | Method of micro-profiling of silicon structures | |
| Cho et al. | Single-and multi-directional slanted plasma etching of silicon under practical plasma processing conditions | |
| RU2770165C1 (en) | Method for manufacturing elastic elements from single-crystal silicon | |
| CN104241117A (en) | Imaging method | |
| Salih et al. | Glass etching for cost-effective microchannels fabrication | |
| DE102016114935B4 (en) | Method of manufacturing a semiconductor device | |
| KR100414199B1 (en) | Method of fabricating a structure of silicon wafer using wet etching | |
| CN108163803B (en) | MEMS three-dimensional tunnel structure |