Cílem této práce byl vývoj a optimalizace nového postupu přípravy strukturovaných povrchů na bázi křemíku metodou anizotropního leptání v teplotních spádech. Tyto povrchy byly následně charakterizovány metodami pro zobrazení topografie povrchu mikroskopií atomárních sil (AFM) a skenovací elektronovou mikroskopií (SEM). Byl zkoumán vliv čistoty povrchu, složení leptacího činidla, času leptání, objemu leptacího média, teploty a teplotních spádů. Z výsledků vyplynulo, že volbou optimálních parametrů leptacího procesu a s použitím speciálně upraveného zařízení pro leptání křemíkových waferů lze připravit různě strukturované povrchy s rozdílnou homogenitou pokrytí a velikostí jednotlivých strukturních útvarů.
Annotation in English
The goal of this work was the development and optimization of a novel process for the pre-paration of structured silicon-based surfaces using anizotropic etching in a temperature gradient. These surfaces were further characterized using surface displaying methods atomic force microscopy (AFM) and scanning electron microscopy (SEM).The effects of etching solvent composition, etch time, etching solvent volume, temperature, temperature gradient and surface purity were studied. The experimental results show that by choosing optimal etching parameters and when using modified machine made for Si wafer etching one can prepare differently structured surfaces which differ in homogenous coverage of etched area and in size of structural elements.
Keywords
teplotní spád, křemík, anizotropní leptání, KOH, AFM, SEM, prvková analýza
Keywords in English
temperature gradient, silicon, anisotropic etching, KOH, AFM, SEM, element analysis
Length of the covering note
108 s. (115 463 znaků)
Language
CZ
Annotation
Cílem této práce byl vývoj a optimalizace nového postupu přípravy strukturovaných povrchů na bázi křemíku metodou anizotropního leptání v teplotních spádech. Tyto povrchy byly následně charakterizovány metodami pro zobrazení topografie povrchu mikroskopií atomárních sil (AFM) a skenovací elektronovou mikroskopií (SEM). Byl zkoumán vliv čistoty povrchu, složení leptacího činidla, času leptání, objemu leptacího média, teploty a teplotních spádů. Z výsledků vyplynulo, že volbou optimálních parametrů leptacího procesu a s použitím speciálně upraveného zařízení pro leptání křemíkových waferů lze připravit různě strukturované povrchy s rozdílnou homogenitou pokrytí a velikostí jednotlivých strukturních útvarů.
Annotation in English
The goal of this work was the development and optimization of a novel process for the pre-paration of structured silicon-based surfaces using anizotropic etching in a temperature gradient. These surfaces were further characterized using surface displaying methods atomic force microscopy (AFM) and scanning electron microscopy (SEM).The effects of etching solvent composition, etch time, etching solvent volume, temperature, temperature gradient and surface purity were studied. The experimental results show that by choosing optimal etching parameters and when using modified machine made for Si wafer etching one can prepare differently structured surfaces which differ in homogenous coverage of etched area and in size of structural elements.
Keywords
teplotní spád, křemík, anizotropní leptání, KOH, AFM, SEM, prvková analýza
Keywords in English
temperature gradient, silicon, anisotropic etching, KOH, AFM, SEM, element analysis
Research Plan
Vypracujte rešerši na zadané téma s využitím doporučené literatury a databázových informačních zdrojů.
Na základě získaných informací z literatury a dosavadních experimentálních poznatků optimalizujte postup přípravy různě strukturovaných povrchů na bázi křemíku.
Připravené povrchy charakterizujte pomocí dostupných technik (AFM, SEM) z hlediska jejich topografie a čistoty.
Získané poznatky přehledně prezentujte v experimentální a závěrečné části práce a kriticky zhodnoťte z hlediska rozhodujících faktorů determinujících proces přípravy definovaných povrchů s nerovnosti v řádech nano až mikrometrů.
Research Plan
Vypracujte rešerši na zadané téma s využitím doporučené literatury a databázových informačních zdrojů.
Na základě získaných informací z literatury a dosavadních experimentálních poznatků optimalizujte postup přípravy různě strukturovaných povrchů na bázi křemíku.
Připravené povrchy charakterizujte pomocí dostupných technik (AFM, SEM) z hlediska jejich topografie a čistoty.
Získané poznatky přehledně prezentujte v experimentální a závěrečné části práce a kriticky zhodnoťte z hlediska rozhodujících faktorů determinujících proces přípravy definovaných povrchů s nerovnosti v řádech nano až mikrometrů.
Recommended resources
Werner Kern and K.A.Reinhardt. Handbook of silicon wafer cleaning technology, 2nd Ed., ISBN: 978-0-8155-1554-8, 2008
W. Cho, W. Chin, C. Chuo. Effects of alcoholic moderators on anisotropic etching of silicon in aqueous pottasium hydroxide solutions. Sensors and actuators A 116 (2004), 357-368
Lukáš Válek and Jan Šik (2012). Modern Aspects of Bulk Crystal and Thin Film Preparation, Dr. Nikolai Kolesnikov (Ed.), ISBN: 978-953-307-610-2, InTech, DOI: 10.5772/29816
R.B. Herring, L.P. Hunt. Handbook of semiconductor silicon technology, edited by W.C. O´Mara, Noyes Publications, New Jersey 1990.
H. Seidel, L. Csepregi, A. Heuberger, and H. Baumgartel, "Anisotropic etching of crystalline silicon in alkaline solutions I: Orientation dependence and behavior of passivation layers", J. Electrochem. Soc., vol. 137, no. 11, pp.3612 -3626 1990
Recommended resources
Werner Kern and K.A.Reinhardt. Handbook of silicon wafer cleaning technology, 2nd Ed., ISBN: 978-0-8155-1554-8, 2008
W. Cho, W. Chin, C. Chuo. Effects of alcoholic moderators on anisotropic etching of silicon in aqueous pottasium hydroxide solutions. Sensors and actuators A 116 (2004), 357-368
Lukáš Válek and Jan Šik (2012). Modern Aspects of Bulk Crystal and Thin Film Preparation, Dr. Nikolai Kolesnikov (Ed.), ISBN: 978-953-307-610-2, InTech, DOI: 10.5772/29816
R.B. Herring, L.P. Hunt. Handbook of semiconductor silicon technology, edited by W.C. O´Mara, Noyes Publications, New Jersey 1990.
H. Seidel, L. Csepregi, A. Heuberger, and H. Baumgartel, "Anisotropic etching of crystalline silicon in alkaline solutions I: Orientation dependence and behavior of passivation layers", J. Electrochem. Soc., vol. 137, no. 11, pp.3612 -3626 1990
