Mikroelektromechanické propoje na křemíkovém substrátu

Abstract

Skrz kremíkové prepoje sú kľúčovou technológiou umožňujúcou 3D integráciu systémov, a teda vytváranie kompaktných zariadení. Tieto vertikálne mikroštruktúry prepájajú viac vrstiev medzi sebou, a sú tiež využívané v integrovaných obvodoch a MEMS zariadeniach. Bakalárska práca sa zameriava na možnosť prípravy mikroprepojov mokrým anizotropným leptaním a suchým anizotropným leptaním využitím procesu hĺbkového reaktívneho iónového leptania (DRIE) pre využitie v MEMS. V práci sú uvedené kroky prípravy, leptania, pokovovania a galvanického vypĺňania týchto štruktúr. Pomocou snímok z optického a rastrovacieho elektrónového mikroskopu (SEM), boli vyhotovené a vyhodnotené experimentálne testy a následná optimalizácia, pre vytvorenie dier s minimálnou veľkosťou približne 1 m využitím mokrého leptacieho procesu a 16 m suchým leptacím procesom. Najvyšší dosiahnutý pomer hĺbky k šírke na waferi bol 15:1. Okrem toho boli vytvorené diery pokovované a galvanicky vyplnené vodivým materiálom, ktoré sa elektricky otestovali a odmerali.Through-hole silicon vias are key technology enabling 3D system integration and thus creating compact devices. These vertical microstructures interconnect multiple layers and are also used in integrated circuits and MEMS devices. This bachelor‘s thesis focuses on the possibility of preparing these microjunctions by wet anisotropic etching and dry anisotropic etching using the deep reactive ion etching (DRIE) process for use in MEMS. The work shows preparation, etching, plating and galvanic filling of these structures. Using optical and scanning electron microscope (SEM) images, experimental tests and subsequent optimization were performed and evaluated to create a hole with a minimum size of approximately 1 m using a wet etching process and 16 m by a dry etching process. The highest achieved aspect ratio on a wafer was 15:1. In addition, the created holes were plated, galvanically filled with conductive material and electrically tested and measured.