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半导体技术2025年第06期:可调谐MEMS-VCSEL微桥梁制备及其应力的影响

来源:期刊VIP网 时间:


作者:朱鲁江;孙玉润;张琪;于淑珍;董建荣;

单位:中国科学技术大学纳米技术与纳米仿生学院;中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所半导体显示材料与芯片重点实验室;中国科学技术大学纳米科学技术学院;

摘要:针对微电子机械系统(MEMS)的垂直腔面发射激光器(VCSEL)中静电驱动微桥梁结构制备工艺开展研究,旨在制备平直的悬空微桥梁结构,并通过工艺优化提高其可靠性。利用干法刻蚀和湿法腐蚀相结合的方法刻蚀Ge牺牲层,这种方法既能够防止湿法腐蚀横向刻蚀过多,还可以提高Ge和底部电极Ti的刻蚀比。通过XeF_2气体干法刻蚀去除剩余的Ge以释放微桥梁结构,避免湿法腐蚀释放造成的微桥梁结构与衬底粘附问题,测试结果表明XeF_2横向腐蚀Ge的速率高达150μm/min。此外,选用SiN_x介质作为微桥梁结构层,并通过优化等离子体增强化学气相沉积(PECVD)工艺条件调控薄膜应力为低张应力,解决了残余应力导致的微桥梁结构弯曲和断裂问题,制备了平直的悬空微桥梁结构。

关键词:微电子机械系统(MEMS);;微桥梁结构;;Ge刻蚀;;XeF_2干法刻蚀;;残余应力