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本篇論文內容在討論利用矽的異方性蝕刻製作矽基微流量感測器之研究,
文中包含矽的異方性蝕刻之研究, 矽基微流量感測器的結構與製程, 討論
製作感測器的機械結構上所會碰到的困難.首先為了了解矽的異方性蝕
刻, 我們先行設計了一個有各種圖案的光罩, 其中包括了橋, 懸臂, V 形
槽, U 形槽以及可得知各個晶面方向的側向蝕刻速率的梅花圖案,使用二
氧化矽作為異方性蝕刻光罩, 實驗開始考慮 EDP及 Hydrazine 二種蝕刻
溶液, 實驗結果顯示 EDP蝕刻後的矽晶片表面較為光亮平坦, 所以我們就
選擇 EDP作為蝕刻溶液來測試蝕刻的特性.根據以上的對於矽的異方性蝕
刻的研究, 轉了45度的橋結構最為容易由正面吃穿, 所以我們選擇轉45度
的橋結構作為元件的設計, 量測原理選擇最簡單的熱線原理, 感測元件則
有二種, 一是熱敏電阻, 一是熱電堆; 這兩種感測元件皆是用符合標準
CMOS製程的多晶矽; 不過熱敏電阻較熱電堆製作容易, 由電性的量測來
看, 熱電堆可以不經放大的情形下有0.2 mV的輸出, 然而熱敏電阻的 TCR
則只有0.00133 , 所以熱電堆有較佳的表現.不過在異方性蝕刻方面, 我
們發現橋浮板結構的應力是最重要的問題, 首先試作了二氧化矽與氮化矽
組成的三明治結構, 發現蝕刻穿後, 橋浮板會有捲曲的情形, 導致浮板容
易破裂; 接著又嘗試用摻入高濃度硼的單晶矽結構 , 不過由於時間的關
係, 就沒有做出來, 無法知道是否蝕刻掉單晶矽後, 是否反應度會提高,
這是此實驗最令人遺憾的地方.
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