Fertigung und Erprobung eines Mikro-Wirbelstromsensors zur Abstandsmessung

Nasschemischer Ätzprozess

Zur Herstellung von Strukturen in Silizium wird eine nasschemische Ätztechnik eingesetzt. Diese Technik wird bei der Herstellung des Wirbelstromsensors für den Grubenaufbau eingesetzt. Zwei unterschiedlich tiefe Gruben werden für den Kernteil und für Kontaktpads in eine Siliziumoberfläche geätzt. Der Herstellungsprozess der Gruben findet in Kooperation mit der TU Chemnitz statt. Die Photolithographie- und Trockenätzprozesse werden vom imt und das nasschemische Ätzen an der TU Chemnitz durchgeführt.

Als Ätzmittel beim Ätzprozess dient KOH-Lösung. Die Prozesstemperatur beträgt ca. 100°C. Das Ätzverhältnis zwischen (100)- und (111)-Ebenen beträgt

400:1. Zur Maskierung werden strukturierte Schichten aus SiO₂ und Si₃N₄ eingesetzt. Beim Ätzen von Wafern mit (100)-Oberfläche wird die Oxidmaske kaum unterätzt. Die besonders langsam ätzende (111)-Fläche bildet Seitenflächen mit quadratischen oder rechteckigen Öffnungen, invertierten Pyramiden oder Pyramidenstümpfen mit quadratischer oder rechteckiger Basis. Der Winkel zwischen der (100)-Oberfläche und den Seitenwänden beträgt 54,74°.
Si-Oberfläche Ätzrichtungen


2005 imt 5017-035
54,74°

Bild 5.8: Anisotropes nasschemisches Ätzverfahren

Der Vorteil des nasschemischen Ätzens besteht in den hohen Abtragsraten sowie der Möglichkeit, Ätzraten mit hoher Gleichmäßigkeit und Reproduzierbarkeit einstellen zu können. Der nasschemische Ätzprozess wird nicht nur bei der Strukturierung von unterschiedlichen Metallen, sondern auch bei SiO₂ und Si₃N₄ sowie poly- und einkristallinem Silizium angewendet.

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