TH112592A - Techniques and processes for creating a layer of cavity (Cavity) for surface-type silicon thin-sheet detectors - Google Patents

Techniques and processes for creating a layer of cavity (Cavity) for surface-type silicon thin-sheet detectors

Info

Publication number
TH112592A
TH112592A TH1101000088A TH1101000088A TH112592A TH 112592 A TH112592 A TH 112592A TH 1101000088 A TH1101000088 A TH 1101000088A TH 1101000088 A TH1101000088 A TH 1101000088A TH 112592 A TH112592 A TH 112592A
Authority
TH
Thailand
Prior art keywords
cavity
layer
depth
microns
film
Prior art date
Application number
TH1101000088A
Other languages
Thai (th)
Inventor
สันบุญตัน นางสาวรัตนาวรรณ
ฤกษ์ธนะขจร นางสาวสุพรรณี
Imai นายKaZuo
แซ่จอก นายการุณ
ตันธนะศิริวงศ์ นายเกษม
ศุภเดช นายจักรพงศ์
ลีภัทรพงศ์พันธ์ นายชนะ
หรูอนันต์ นายชาญเดช
เป็นผลดี นายนริชพันธ์
อัตถิ นายนิธิ
หลวงทิพย์ นายวาสุเทพ
ศรีสุวรรณ์ นายอวิรุทธิ์
โพธิ์ใย นายอัมพร
ศรีหาเพท นายอาคม
รัตนอุดมพิสุทธิ์ นายเอกราช
เชาว์วิชารัตน์ นายเอกลักษณ์
Original Assignee
นางสาวอรกนก พรรณรักษา
นางสาวอรุณศรี ศรีธนะอิทธิพล
นายชาญชัย นีรพัฒนกุล
สำนักงานพัฒนาวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีแห่งชาติ
Filing date
Publication date
Application filed by นางสาวอรกนก พรรณรักษา, นางสาวอรุณศรี ศรีธนะอิทธิพล, นายชาญชัย นีรพัฒนกุล, สำนักงานพัฒนาวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีแห่งชาติ filed Critical นางสาวอรกนก พรรณรักษา
Publication of TH112592A publication Critical patent/TH112592A/en

Links

Abstract

DC60 (20/01/54) สิ่งประดิษฐ์นี้จึงเป็นกระบวนการใหม่สำหรับการสร้างช่องว่าง (Cavity) สำหรับโครงสร้างเชิง ผิว(Surface) ที่ค่า เอสเปคท์ เรโช (Aspect Ratio) ที่สูง โดยค่า Aspect Ratio คืออัตราส่วนระหว่าง ความกว้าง ต่อ ความลึก และมีวิธีการสร้างดังนี้คือ โดยใช้เทคนิค DRIE (Deep Reactive-Ion Etching) ในการกัดซิลิกอนไห้เป็นช่องหลุม เช่นกัดช่องหลุมลึก 3 ไมครอน หลังจากนั้นทำการถม หลุมด้วยการสร้าง ชั้นฟิล์มซิลิกอนไดออกไซด์ 2 ชั้น ด้วย 2 เทคนิค คือ ชั้นที่ 1 คือชั้น ฉนวน ออกไซด์แบบเปียก (Wet Oxidation) หนา 1 ไมครอน เพื่อลดความคมที่ขอบหลุม ชั้นที่ 2 คือชั้น ฉนวนออกไซด์ ด้วยวิธี PECVD หรือ LPCVD อย่างไดอย่างหนึ่ง ที่ความหนาเท่ากับความความลึก ของช่องที่กัด ลบ ด้วย 0.75 ไมครอน หลังจากนั้นทำการกัดฉนวนออกไซด์ ออกที่บริเวณนอกหลุม โดยมีฟิล์มโฟโตรีซีสกั้น และทำการกัด ด้วยวิธีการด้วยสารเคมีไฮโดรฟลูออริก (HF) ที่ขอบหลุม แล้วทำการลอกฟิล์มออก หลังจากนั้นดำเนินการทำให้เรียบด้วย 2 วิธี คือ วิธีที่ 1 เคลือบฟิล์ม Spin on Glass (SOG) ด้วยวิธีการสปิน (Spin) แล้วทำการ กัดแห้ง (Dry Etching) ด้วยเครื่อง RIE วิธีที่ 2 ทำการ เคลือบฟิล์มโฟโตรีซีส แล้วทำการกัดแห้ง (Dry Etching) ด้วยเครื่อง RIE โดยทำการกัดถึง ชั้นฟิล์มซิลิกอนที่บริเวณขอบหลุม ได้ชั้นฉนวนซิลิกอนไดออกไซด์เป็นระนาบเดียวกับชั้นซิลิกอน แล้วทำการสร้างฟิล์มโพลีซิลิกอน (Ploy Silicon) เพื่อเป็นชั้น ไดอะแฟรม (Diaphragm) ต่อไป เทคนิคใหม่นี้มีข้อได้เปรียบตรงที่สามารถสร้าง ช่องว่าง (Cavity) ได้ตามความลึกที่ต้องการ ทำให้ สามารถสร้างอุปกรณ์ตรวจจับที่มีย่านการทำงานที่สูงขึ้นเช่น อุปกรณ์ตรวจจับความดันที่มีช่องว่าง (Cavity) ลึก 1.4 ไมครอน ภายให้เงื่อนไขไดอะแฟรม (Diaphragm) ที่สร้างจากโพลีซิลิกอน (Ploy Silicon) หนา 1.5 ไมครอน และพื้นที่ 110 x 110 ตารางไมครอน วัดค่าความดันได้ 0 ถึง 8 บาร์ แต่ถ้า สามารถเพิ่ม ความลึกของช่องว่าง (Cavity) เป็น 3 ไมครอนภายใต้เงื่อนไขเดียวกัน ทำให้สามารถวัด ค่าความดันได้ 0 ถึง 15 บาร์ เป็นต้น สิ่งประดิษฐ์นี้จึงเป็นกระบวนการใหม่สำหรับการสร้างช่องว่าง (Cavity) สำหรับโครงสร้างเชิง ผิว(Surface) ที่ค่า เอสเปคท์ เรโช (Aspect Ratio) ที่สูง โดยค่า Aspect Ratio คืออัตราส่วนระหว่าง ความกว้าง ต่อ ความลึก และมีวิธีการสร้างดังนี้คือ โดยใช้เทคนิค DRIE (Deep Reactive-Ion Etching) ในการกัดซิลิกอนไห้เป็นช่องหลุม เช่นกัดช่องหลุมลึก 3 ไมครอน หลังจากนั้นทำการถม หลุมด้วยการสร้าง ชั้นฟิล์มซิลิกอนไดออกไซด์ 2 ชั้น ด้วย 2 เทคนิค คือ ชั้นที่ 1 คือชั้น ฉนวน ออกไซด์แบบเปียก (Wet Oxidation) หนา 1 ไมครอน เพื่อลดความคมที่ขอบหลุม ชั้นที่ 2 คือชั้น ฉนวนออกไซด์ ด้วยวิธี PECVD หรือ LPCVD อย่างไดอย่างหนึ่ง ที่ความหนาเท่ากับความความลึก ของช่องที่กัด ลบ ด้วย 0.75 ไมครอน หลังจากนั้นทำการกัดฉนวนออกไซด์ ออกที่บริเวณนอกหลุม โดยมีฟิล์มโฟโตรีซีสกั้น และทำการกัด ด้วยวิธีการด้วยสารเคมีไฮโดรฟลูออริก (HF) ที่ขอบหลุม แล้วทำการลอกฟิล์มออก หลังจากนั้นดำเนินการทำให้เรียบด้วย 2 วิธี คือ วิธีที่ 1 เคลือบฟิล์ม Spin on Glass (SOG) ด้วยวิธีการสปิน (Spin) แล้วทำการ กัดแห้ง (Dry Etching) ด้วยเครื่อง RIE วิธีที่ 2 ทำการ เคลือบฟิล์มโฟโตรีซีส แล้วทำการกัดแห้ง (Dry Etching) ด้วยเครื่อง RIE โดยทำการกัดถึง ชั้นฟิล์มซิลิกอนที่บริเวณขอบหลุม ได้ชั้นฉนวนซิลิกอนไดออกไซด์เป็นระนาบเดียวกับชั้นซิลิกอน แล้วทำการสร้างฟิล์มโพลีซิลิกอน (Ploy Silicon) เพื่อเป็นชั้น ไดอะแฟรม (Diaphragm) ต่อไป เทคนิคใหม่นี้มีข้อได้เปรียบตรงที่สามารถสร้าง ช่องว่าง(Cavity) ได้ตามความลึกที่ต้องการ ทำให้ สามารถสร้างอุปกรณ์ตรวจจับที่มีย่านการทำงานที่สูงขึ้นเช่น อุปกรณ์ตรวจจับความดันที่มีช่องว่าง (Cavity) ลึก 1.4 ไมครอน ภายให้เงื่อนไขไดอะแฟรม (Diaphragm) ที่สร้างจากโพลีซิลิกอน (Ploy Silicon) หนา 1.5 ไมครอน และพื้นที่ 110 x 110 ตารางไมครอน วัดค่าความดันได้ 0 ถึง 8 บาร์ แต่ถ้า สามารถเพิ่ม ความลึกของช่องว่าง(Cavity) เป็น 3 ไมครอนภายใต้เงื่อนไชเดียวกัน ทำให้สามารถวัด ค่าความดันได้ 0 ถึง 15 บาร์ เป็นต้นDC60 (20/01/54) This invention is a new process for creating a cavity for a surface structure with a high aspect ratio. The aspect ratio is the ratio between width and depth. The creation method is as follows: using the DRIE (Deep Reactive-Ion Etching) technique to etch silicon into a cavity, for example, etching a cavity with a depth of 3 microns. After that, the cavity is filled by creating two layers of silicon dioxide with two techniques: the first layer is a 1 micron thick wet oxide insulating layer to reduce sharpness at the edge of the cavity. The second layer is an oxide insulating layer using either PECVD or LPCVD, with a thickness equal to the depth of the etched cavity minus 0.75 microns. After that, the oxide insulating layer is etched outside the cavity. By using a photoresist film as a barrier and etching with hydrofluoric (HF) chemicals at the edge of the hole and peeling off the film. After that, smoothing is done by 2 methods: Method 1, coat the Spin on Glass (SOG) film by spin method and dry etching with RIE machine. Method 2, coat the photoresist film and dry etching with RIE machine by etching to the silicon film layer at the edge of the hole. The silicon dioxide insulating layer is in the same plane as the silicon layer. Then, a polysilicon film is created to be the diaphragm layer. This new technique has the advantage of being able to create a cavity of the desired depth, enabling the creation of a detector device with a higher working range, such as A pressure sensing device with a cavity depth of 1.4 microns, under the condition of a diaphragm made of 1.5 microns thick polysilicon and an area of 110 x 110 square microns, can measure pressure from 0 to 8 bar. However, if the cavity depth can be increased to 3 microns under the same condition, it can measure pressure from 0 to 15 bar, etc. This invention is a new process for creating cavities for surface structures with high aspect ratios. The aspect ratio is the ratio of width to depth. The method of creation is as follows: by using the DRIE (Deep Reactive-Ion Etching) technique to etch silicon into a cavity, for example, a cavity depth of 3 microns is etched. After that, the cavity is filled by creating Two layers of silicon dioxide film are fabricated using two techniques: the first layer is a 1 micron thick wet oxide insulating layer to reduce the sharpness at the edge of the hole. The second layer is an insulating oxide layer using either PECVD or LPCVD, with a thickness equal to the depth of the etched channel minus 0.75 microns. The insulating oxide is then etched off outside the hole with a photoresist film. The etching is done with hydrofluoric (HF) chemicals at the edge of the hole and the film is peeled off. The surface is then smoothed with two methods: Method 1: Coating Spin on Glass (SOG) film using the spin method and dry etching with a RIE machine. Method 2: Coating the photoresist film and dry etching with a RIE machine, etching down to the silicon film layer at the edge of the hole. The silicon dioxide insulating layer is in the same plane as the silicon layer. Then, a polysilicon film is fabricated to serve as the diaphragm layer. This new technique has the advantage of being able to create a cavity of the desired depth, enabling the fabrication of a sensing device with a higher working range, such as a pressure sensor with a cavity depth of 1.4 microns under the condition that a diaphragm made of 1.5 microns thick polysilicon and an area of 110 x 110 square microns can measure pressure from 0 to 8 bar. However, if the cavity depth can be increased to 3 microns under the same condition, it can measure pressure from 0 to 15 bar.

Claims (1)

1. กระบวนการสร้างของชั้นช่องว่าง (Cavity) สำหรับ อุปกรณ์ตรวจจับชนิดแผ่นบางซิลิกอนแบบ เชิงผิวที่ประกอบด้วยขั้นตอนของ - การสร้างฉนวนบริเวณช่องว่างบนซับสเตรทสารกึ่งตัวนำ (1) ให้มีความหนาเท่ากับความลึก ของช่องว่าง (Cavity) (6) ที่ต้องการ - การนำเอาฉนวนบริเวณรอบนอกช่องว่าง (6) ออกและสร้างชั้นฟิล์มไดอะแฟรมทับบริเวณ ช่องว่างดังกล่าว ที่มีลักษณะเฉพาะ คือ กระบวนการสร้างของชั้นช่องว่าง (Cavity) ประกอบด้วยขั้นตอนของ - การสร้างฉนวนกั้นบริเวณรอบนอกช่องว่าง(6) เพื่อป้องกันการกแท็ก :1. Cavity formation process for silicon thin sheet detector The surface consists of the steps of - Insulating the gaps on the semiconductor substrate (1) to a thickness equal to the required cavity depth (6). The gap (6) is released and forms a layer of diaphragm film over the area. The gap Unique is the process of creating the cavity layer (Cavity), which consists of the steps of - creating a barrier around the periphery of the gap (6) to prevent tagging:
TH1101000088A 2011-01-20 Techniques and processes for creating a layer of cavity (Cavity) for surface-type silicon thin-sheet detectors TH112592A (en)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
TH112592A true TH112592A (en) 2012-02-23

Family

ID=

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10513431B2 (en) Multiple silicon trenches forming method for MEMS sealing cap wafer and etching mask structure thereof
US9029212B2 (en) MEMS pressure sensors and fabrication method thereof
JP2014523112A5 (en)
JP2014236105A5 (en)
US9324760B2 (en) CMOS integrated method for fabrication of thermopile pixel on semiconductor substrate with buried insulation regions
KR20140026473A (en) Method of forming membranes with modified stress characteristics
CN113691916A (en) MEMS microphone and preparation method thereof
CN104039687A (en) Method for etching a complex pattern
CN100477162C (en) Method for cutting wafer
JP5197714B2 (en) Flow rate detector
US9013012B2 (en) Self-sealing membrane for MEMS devices
TH112592A (en) Techniques and processes for creating a layer of cavity (Cavity) for surface-type silicon thin-sheet detectors
CN102183334B (en) Pressure sensor and method
CN106379858A (en) Manufacturing method of micro-electromechanical device, micro-electromechanical device and micro-electromechanical device base structure
WO2016173268A1 (en) Method for forming cavity of sensor chip, method for manufacturing sensor chip, chip and electronic device
US10775253B2 (en) Method for producing a micromechanical component with an exposed pressure sensor device and micromechanical component
CN102120561B (en) Method for forming wafer through hole
CN107265394B (en) A frontal release technology of suspended microstructures
US7762152B2 (en) Methods for accurately measuring the thickness of an epitaxial layer on a silicon wafer
CN110182753A (en) The production method of highly sensitive acceleration sensor structure
CN102881582B (en) Dark silicon etching method
RU2691162C1 (en) Method of forming deeply profiled silicon structures
CN105253853B (en) A kind of method that ICP overetch is prevented in SOG MEMS chips
CN1206718C (en) Method for detecting pattern defect process
CN103594389A (en) Method of forming a trench in a substrate