Untersuchungen zur Abhängigkeit der mechanischen Bruchfestigkeit von Siliziummembranen von der Ätztechnologie

Abstract:
An Membranen für Siliziumdrucksensoren wurden Untersuchungen zur Abhängigkeit der mechanischen Bruchfestigkeit von der Ätztechnologie vorgenommen. Es wurden 3 Materialvarianten und 3 unterschiedliche Ätztechnologien mit je 2 Ätzzeiten untersucht. Im Ergebnis der Untersuchungen ist festzustellen, dass in einem Tauchätzprozess einerseits eine relevante Verrundung der Kerbe bewirkt wird, aber andererseits auch Ätzartefakte in großer Anzahl und Dichte erzeugt werden. Mit dem für die Sprühätztechnologie verwendeten Ätzer sind kaum Ätzartefakte erkennbar. Bei verhältnismäßig geringen Kerbradien von 0,65 µm liegen die maximal erreichbaren Berstspannungen im Bereich von ca. 8 GPa. Die mit Plasmaätzverfahren erreichbaren Kerbradien liegen im Bereich von 1,5 bis 2,5 µm. Mit einer höheren Dichte an Ätzartefakten liegen die maximal erreichbaren Berstspannungen im Bereich von ca. 7 GPa. Diese maximal erreichbaren Berstspannungen sind mit in anderen Untersuchungen genannten Werten vergleichbar.