전도성을 갖는 동시에 stiffness가 우수하여 microactuator 제작시 Pt와 Si₃N₄의 이중층으로 구성되는 cantilever beam을 대신할 수 있는 RuO₂박막을 마스크층으로 25 wt. % TMAH(Tetramethyl ammonium hydroxide) 용액에 의한 이방성 실리콘 습식 식각에 대해 연구하였다. 일반적으로 식각 온도가 60℃에서 75℃로 5℃ 간격으로 증가함에 따라 [110], [100], [111] 방향의 식각 속도는 선형적으로 증가하였고 [100]/[111]의 식각 속도비, 즉 선택비는 0,08-0,14의 범위로 온도에는 무관하였다. 이 때 [110], [100], [111] 방향의 ...
전도성을 갖는 동시에 stiffness가 우수하여 microactuator 제작시 Pt와 Si₃N₄의 이중층으로 구성되는 cantilever beam을 대신할 수 있는 RuO₂박막을 마스크층으로 25 wt. % TMAH(Tetramethyl ammonium hydroxide) 용액에 의한 이방성 실리콘 습식 식각에 대해 연구하였다. 일반적으로 식각 온도가 60℃에서 75℃로 5℃ 간격으로 증가함에 따라 [110], [100], [111] 방향의 식각 속도는 선형적으로 증가하였고 [100]/[111]의 식각 속도비, 즉 선택비는 0,08-0,14의 범위로 온도에는 무관하였다. 이 때 [110], [100], [111] 방향의 activation 에너지는 각각 0.50, 0.66, 1.04eV를 나타내었다. 한편, 식각 온도에 따른 RuO₂표면 손상을 관찰했을 때 60, 65℃에서 비교적 양호한 RuO₂ cantilever beam이 형성되었으나, 70℃ 이상에서는 핀 홀 형성으로 인한 RuO₂표면에 손상이 있었다. 종횡비(aspect ratio)가 큰 형태의 RuO₂ cantilever beam은 박막의 응력으로 인하여 위로 휘는 현상이 발생하였다. RuO₂증착 전후의 곡률 반경의 변화를 이용한 응력 측정 시스템을 이용하여 RuO₂박막에 500-550MPa의 인장응력이 작용하는 것을 확인하였다. 또한, 표면 장력으로 인하여 RuO₂ cantilever beam이 휜 형태로 실리콘 표면 위에 부착되어 있는 것도 관찰할 수 있었다. 결과적으로 응력 제어를 통해 RuO₂ cantilever beam이 위로 휘거나 실리콘 표면에 부착되는 문제점을 개선하다면, 이방성 실리콘 식각 용액인 TMAH를 사용하여 전극과 지지대의 역할을 동시에 할 수 있는 전도성 산화물인 RuO₂ cantilever beam을 형성할 수 있다는 가능성을 확인하였다.
전도성을 갖는 동시에 stiffness가 우수하여 microactuator 제작시 Pt와 Si₃N₄의 이중층으로 구성되는 cantilever beam을 대신할 수 있는 RuO₂박막을 마스크층으로 25 wt. % TMAH(Tetramethyl ammonium hydroxide) 용액에 의한 이방성 실리콘 습식 식각에 대해 연구하였다. 일반적으로 식각 온도가 60℃에서 75℃로 5℃ 간격으로 증가함에 따라 [110], [100], [111] 방향의 식각 속도는 선형적으로 증가하였고 [100]/[111]의 식각 속도비, 즉 선택비는 0,08-0,14의 범위로 온도에는 무관하였다. 이 때 [110], [100], [111] 방향의 activation 에너지는 각각 0.50, 0.66, 1.04eV를 나타내었다. 한편, 식각 온도에 따른 RuO₂표면 손상을 관찰했을 때 60, 65℃에서 비교적 양호한 RuO₂ cantilever beam이 형성되었으나, 70℃ 이상에서는 핀 홀 형성으로 인한 RuO₂표면에 손상이 있었다. 종횡비(aspect ratio)가 큰 형태의 RuO₂ cantilever beam은 박막의 응력으로 인하여 위로 휘는 현상이 발생하였다. RuO₂증착 전후의 곡률 반경의 변화를 이용한 응력 측정 시스템을 이용하여 RuO₂박막에 500-550MPa의 인장응력이 작용하는 것을 확인하였다. 또한, 표면 장력으로 인하여 RuO₂ cantilever beam이 휜 형태로 실리콘 표면 위에 부착되어 있는 것도 관찰할 수 있었다. 결과적으로 응력 제어를 통해 RuO₂ cantilever beam이 위로 휘거나 실리콘 표면에 부착되는 문제점을 개선하다면, 이방성 실리콘 식각 용액인 TMAH를 사용하여 전극과 지지대의 역할을 동시에 할 수 있는 전도성 산화물인 RuO₂ cantilever beam을 형성할 수 있다는 가능성을 확인하였다.
RuO₂ thin film has reasonably good conductivity and stiffness and it is thought to substitute for the cantilever beam consist of Pt and Si₃N₄ double layers in microactuator, Therefore, anisotropic Si etching was performed using RuO₂ thin films as a mask layer in 25 wt. % TMAH water solution. In the ...
RuO₂ thin film has reasonably good conductivity and stiffness and it is thought to substitute for the cantilever beam consist of Pt and Si₃N₄ double layers in microactuator, Therefore, anisotropic Si etching was performed using RuO₂ thin films as a mask layer in 25 wt. % TMAH water solution. In the etching temperature range from 60˚C to 75˚C, the etch rates of all the crystallographic directions increased linearly as the etching temperature increased. The etch rate ratio(selectivity) of [ 111 ]/[ 100] which varied from 0.08 to 0.14, was not sensitive to the etching temperature. The activation energies for [ 110] direction, [ 100] direction and [ 111 ] direction were 0.50, 0.66 and 1.04eV, respectively. RuO₂ cantilever beam with a clean surface formed at the etching temperatures of 60 ˚C and 65˚C. But the damages due to formation of pin holes on RuO₂ surface were observed beyond 70˚C. RuO₂ cantilever beams with high aspect ratio bent upward because of the stress of RuO₂ thin film. The stress measurement system confirmed that the RuO₂ thin film had the tensile stress of 500 - 550MPa. The phenomena of RuO₂ cantilever beam stiction onto silicon surface occurred owing to surface tension. As a consequence, it was demonstrated that the formation of conducting oxide RuO₂cantilever beam which can replace the role of an electrode and supporting layer could be possible by TMAH solution under the proper control of the stress in RuO₂ films.
RuO₂ thin film has reasonably good conductivity and stiffness and it is thought to substitute for the cantilever beam consist of Pt and Si₃N₄ double layers in microactuator, Therefore, anisotropic Si etching was performed using RuO₂ thin films as a mask layer in 25 wt. % TMAH water solution. In the etching temperature range from 60˚C to 75˚C, the etch rates of all the crystallographic directions increased linearly as the etching temperature increased. The etch rate ratio(selectivity) of [ 111 ]/[ 100] which varied from 0.08 to 0.14, was not sensitive to the etching temperature. The activation energies for [ 110] direction, [ 100] direction and [ 111 ] direction were 0.50, 0.66 and 1.04eV, respectively. RuO₂ cantilever beam with a clean surface formed at the etching temperatures of 60 ˚C and 65˚C. But the damages due to formation of pin holes on RuO₂ surface were observed beyond 70˚C. RuO₂ cantilever beams with high aspect ratio bent upward because of the stress of RuO₂ thin film. The stress measurement system confirmed that the RuO₂ thin film had the tensile stress of 500 - 550MPa. The phenomena of RuO₂ cantilever beam stiction onto silicon surface occurred owing to surface tension. As a consequence, it was demonstrated that the formation of conducting oxide RuO₂cantilever beam which can replace the role of an electrode and supporting layer could be possible by TMAH solution under the proper control of the stress in RuO₂ films.
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