Fabrication of Sio2-based microcantilevers by anisotropic chemical etching of (100) single crystal Si

• Published in: Journal of the Serbian Chemical Society 2007-01, Vol.72 (11), p.1127-1138
• Main Authors: Jovic, Vesna, Lamovec, Jelena, Popovic, Mirjana, Lazic, Zarko
• Format: Article
• Language: English
• Subjects: anisotropic wet chemical etching; KOH; oriented Si substrate; SiO2 microbridge; SiO2 microcantilever; TMAH
• ISSN: 0352-5139; 1820-7421
• DOI: 10.2298/JSC0711127J

The undercutting process of thermal SiO2 microcantilevers with different orientations on (100) Si wafer was studied. The silicon substrate was removed by anisotropic chemical etching with a 25 wt. % aqueous solution of TMAH or a 30 wt. % aqueous KOH solution at 80 ?C. It was found that [110] oriented cantilevers were undercutting frontally along the length and [100] oriented cantilevers experience undercutting along the width of the cantilever, which is a less time consuming process. The studies showed that the [100] orientation of SiO2 microbridges enables theirs fabrication on a (100) oriented Si substrate. Izucavana je realizacija mikrogredica od termicki deponovanog SiO2 na monokristalnim podlogama Si (100) orijentacije. Gredice su realizovane anizotropnim hemijskim nagrizanjem u sledecim vodenim rastvorima: 25 tez. % TMAH (tetrametilamonijum hidroksid) i 30 tez. % KOH. Temperatura nagrizanja je bila 80 ?C. SiO2 mikrogredice orijentisane u [110] pravcu na Si (100) podlozi se oslobadjaju ceonim podgrizanjem Si podloge i brzina realizacije gredice zavisi i od njene sirine i od njene duzine. Utvrdjene su i brzine nagrizanja SiO2 u ovim rastvorima i pokazalo se da promena debljine gredice, koja za ovako orijentisane gredice postoji po duzini, biva izrazenija u rastvorima KOH. Na SiO2 mikrogredicama ove orijentacije je opazena pojava mikroprskotina koje su objasnjene samim mehanizmom podgrizanja Si u cilju "oslobadjanja" mikrogredica ove orijentacije. SiO2 mikrogredice orijentisane u [110] pravcu na (100) Si podlozi se "oslobadjaju" bocnim podgrizanjem Si podloge i brzina njihove realizacije ne zavisi od duzine mikrogredice vec samo od njene sirine. Mikromostice od termicki deponovanog SiO2 je moguce realizovati anizotropnim hemijskim nagrizanjem u razmatranim rastvorima samo kada su orijentisani u [100] pravcu na (100) Si podlozi. .