| 发明名称 | 一种基于(110)单晶硅的微悬臂梁探针制作方法 | ||
| 摘要 | 本发明公开了一种基于(110)单晶硅的微悬臂梁探针制作方法，属于MEMS和测试技术领域。其特征在于采用基于(110)单晶硅，实现氮化硅微悬臂梁针尖制作的工艺。制作过程中，采用了(110)单晶硅的各向异性腐蚀自停止方法。本发明的有益效果是采用微机电(MEMS)加工工艺即可完成全部工艺流程，并且克服了普通单晶硅各向异性腐蚀溶液对(110)单晶硅表面粗糙度的影响，对工艺设备要求较低，可以批量生产，降低了产品成本。该方法制成的氮化硅纳米探针针尖具有形状极其规范，硬度高和耐磨性好等优点。该方法制作的微悬臂梁探针可用于原子力显微镜(AFM)探针、高密度存储装置探头以及微纳米加工装置。 | ||
| 申请公布号 | CN102279289A | 申请公布日期 | 2011.12.14 |
| 申请号 | CN201110055371.6 | 申请日期 | 2011.03.09 |
| 申请人 | 大连理工大学 | 发明人 | 崔岩;赵林;王飞;程子洪 |
| 分类号 | G01Q60/38(2010.01)I;B81C1/00(2006.01)I | 主分类号 | G01Q60/38(2010.01)I |
| 代理机构 | 大连理工大学专利中心 21200 | 代理人 | 梅洪玉 |
| 主权项 | 1.一种基于(110)单晶硅的微悬臂梁探针制作方法，其特征在于以下步骤：①原始硅片为N型、双面抛光、(110)单晶硅，进行双面热氧化；②(110)单晶硅片背面处理：背面光刻，形成腐蚀用矩形掩膜窗口，使用干法刻蚀方法形成硅杯；③(110)单晶硅孔腔制作工艺：正面光刻，使用铬版做掩膜版，铬版上图形保持准确的晶向关系，保证腐蚀探针窗口为三角形，其三角形的位置由铬版的基准线定位。在(110)单晶硅上存在：面<img file="FDA0000049361380000011.GIF" wi="109" he="53" />和面<img file="FDA0000049361380000012.GIF" wi="115" he="53" />平行，面<img file="FDA0000049361380000013.GIF" wi="113" he="53" />和面<img file="FDA0000049361380000014.GIF" wi="110" he="54" />平行；面<img file="FDA0000049361380000015.GIF" wi="110" he="53" />和面<img file="FDA0000049361380000016.GIF" wi="112" he="53" />的夹角为70.53°，面<img file="FDA0000049361380000017.GIF" wi="113" he="53" />和面<img file="FDA0000049361380000018.GIF" wi="109" he="54" />夹角为70.53°；面<img file="FDA0000049361380000019.GIF" wi="109" he="53" />和面<img file="FDA00000493613800000110.GIF" wi="109" he="54" />的夹角为109.47°，面<img file="FDA00000493613800000111.GIF" wi="113" he="53" />和面<img file="FDA00000493613800000112.GIF" wi="112" he="53" />夹角为109.47°；可有四组组合：<img file="FDA00000493613800000113.GIF" wi="138" he="53" />面<img file="FDA00000493613800000114.GIF" wi="112" he="53" />和斜面(111)；面<img file="FDA00000493613800000115.GIF" wi="141" he="53" />面<img file="FDA00000493613800000116.GIF" wi="114" he="53" />和斜面<img file="FDA00000493613800000117.GIF" wi="172" he="54" />面<img file="FDA00000493613800000118.GIF" wi="142" he="53" />面<img file="FDA00000493613800000119.GIF" wi="109" he="54" />和斜面<img file="FDA00000493613800000120.GIF" wi="140" he="55" />面<img file="FDA00000493613800000121.GIF" wi="139" he="54" />面<img file="FDA00000493613800000122.GIF" wi="109" he="53" />和斜面<img file="FDA00000493613800000123.GIF" wi="165" he="51" />可任取四组晶面中的一种或几种，其与(110)晶面的交线组成三角图形的位置，对应为铬版上的三角形窗口。湿法腐蚀出正面的二氧化硅掩膜图形后，再用湿法各向异性腐蚀，制作出由{111}晶面组成的孔腔；④制作氮化硅悬臂梁及氮化硅探针：利用三层氮化硅膜结构，首先淀积硬氮化硅，再淀积作为悬臂梁主体的氮化硅膜，然后淀积一层较硬氮化硅，选择适当的工艺实现悬臂梁氮化硅膜热应力的最佳补偿，最后生长成氮化硅薄膜；⑤加工正面U型沟槽：正面光刻，采用U型掩模窗口的掩模版，掩模版图形具有释放悬臂梁的沟槽图形，光刻胶作掩膜，干法刻蚀氮化硅U型沟槽，刻蚀深度为氮化硅薄膜的生长厚度；再正面光刻采用U型掩模窗口的掩模版，光刻胶作掩膜，湿法腐蚀二氧化硅U型沟槽，背面涂胶保护，腐蚀深度为二氧化硅薄膜厚度；⑥释放微悬臂梁：使用湿法腐蚀(110)单晶硅，直至氮化硅悬臂梁释放，得到氮化硅材料的探针针尖； | ||
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