Microfabricação á base de materais crescidos por PECVD.

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Lopes, Alexandre Tavares
Data de Publicação: 2002
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP
Texto Completo: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3140/tde-16092024-105616/
Resumo: Foram fabricadas grades, membranas com topografia 3D e pontes auto-sustentadas usando filmes de oxinitreto de silício (SiOxNy) e carbeto de silício (a-SiC:H) obtidos pela técnica de Deposição Química a Vapor assistida por Plasma (PECVD) em baixas temperaturas. As microestruturas foram fabricadas por microusinagem de substrato e superfície em substratos de silício e vidro. Os filmes de SiOxNy foram obtidos a 320°C utilizando misturas de N2O e SiH4 como gases precursores. Os filmes de a-SiC:H foram obtidos a 320°C utilizando misturas de CH4 e SiH4 como gases precursores. As condições de crescimento desses materiais não foram estabelecidas aqui e foram extraídas de trabalhos que abordam especificamente a relação entre as suas propriedades e os parâmetros de deposição. Do ponto de vista dos materiais, os filmes foram caracterizados por meio de análises de espectroscopia de absorção na região do infravermelho (FTIR) e de medidas de \"stress\". Quanto às microestruturas, o seu aspecto final e os processos de fabricação foram avaliados principalmente por meio de microscopia óptica e microscopia eletrônica de varredura. Do ponto de vista dos resultados, estes comprovam a versatilidade da técnica de PECVD para obtenção de materiais com propriedades apropriadas para a fabricação de microestruturas e MEMS em geral. Assim, mostramos que películas grossas de SiOxNy obtido por PECVD podem ter baixos níveis de \"stress\" interno, apresentam alta resistência à corrosão química em KOH e podem ser usados para fabricar (por microusinagem de substrato) grades e membranas auto-sustentadas estáveis mecanicamente e com até ~1 cm2 de área útil. As pontes auto-sustentadas foram fabricadas com a-SiC:H por meio de técnicas de microusinagem de superfície e utilizando o mesmo SiOxNy PECVD das grades e membranas como material e sacrifício. ) Os resultados obtidos com estas estruturas demonstram que o a-SiC:H PECVD (estequiométrico e ordem química otimizada) também é um material apropriado ao desenvolvimento de microestruturas, já que se mostra resistente à corrosão em KOH e HF, pode ser corroído por processos a plasma, e os filmes auto-sustentados não apresentaram sinais evidentes de \"stress\".
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Do ponto de vista dos materiais, os filmes foram caracterizados por meio de análises de espectroscopia de absorção na região do infravermelho (FTIR) e de medidas de \"stress\". Quanto às microestruturas, o seu aspecto final e os processos de fabricação foram avaliados principalmente por meio de microscopia óptica e microscopia eletrônica de varredura. Do ponto de vista dos resultados, estes comprovam a versatilidade da técnica de PECVD para obtenção de materiais com propriedades apropriadas para a fabricação de microestruturas e MEMS em geral. Assim, mostramos que películas grossas de SiOxNy obtido por PECVD podem ter baixos níveis de \"stress\" interno, apresentam alta resistência à corrosão química em KOH e podem ser usados para fabricar (por microusinagem de substrato) grades e membranas auto-sustentadas estáveis mecanicamente e com até ~1 cm2 de área útil. 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The a-SiC:H films have been obtained at 320°C by a mixture of CH4 and SiH4 gases as precursors. The growth conditions of these materials were established by previous investigations, which determined the relations between film properties and deposition conditions. With respect to the materials properties, the films were characterized by Infrared Spectroscopy by Fourier Transformed (FTIR) analysis and by stress measurements. With respect to the microstructures in their final form and fabrication processes, the films were mainly investigated by optical and scanning electronic microscopy. The results confirm the viability of develop microstructures and MEMS based on materials obtained by the PECVD technique. We showed that SiOxNy thick films, obtained by PECVD, present low levels of internal stress, they present high resistance to the chemical corrosion in KOH solution and they can be used to fabricate (by bulk micromachining) mechanically stable self-sustained grids and membranes with up to ~1 cm2 area. The self-sustained bridges were manufactured with a-SiC:H by surface micromachining techniques and using the same SiOxNy PECVD from the grids and membranes as sacrificial material. The results obtained with these structures demonstrate that the a-SiC:H PECVD (stoichiometric and with otimized chemical order) is an appropriate material to the microstructure development. This is a direct consequence of its resistance to the KOH and HF corrosion, and it can be etched by plasma processes, resulting in self-sustained films with undetectable signs of residual stress.Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USPCarreno, Marcelo Nelson PaezLopes, Alexandre Tavares2002-12-16info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfhttps://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3140/tde-16092024-105616/reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USPinstname:Universidade de São Paulo (USP)instacron:USPLiberar o conteúdo para acesso público.info:eu-repo/semantics/openAccesspor2024-09-16T14:00:02Zoai:teses.usp.br:tde-16092024-105616Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttp://www.teses.usp.br/PUBhttp://www.teses.usp.br/cgi-bin/mtd2br.plvirginia@if.usp.br|| atendimento@aguia.usp.br||virginia@if.usp.bropendoar:27212024-09-16T14:00:02Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP - Universidade de São Paulo (USP)false
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