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Capteurs à semi-conducteursArticle de référence | Réf : E3093 v1
Auteur(s) : Alfred PERMUY, Éric DONZIER, Fadhel REZGUI
Date de publication : 10 mai 2004
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2.1 Caractéristiques générales
On qualifie habituellement de micro-usinées des structures exploitant les propriétés mécaniques et élastiques des matériaux. Elles comportent en général au moins un élément flexible (poutre, pont ou membrane) et elles sont réalisées par des attaques chimiques ou physico-chimiques profondes (souvent plus de 100 µm). Ces attaques ont pour objet d’isoler des structures élastiques au sein d’un matériau de même nature (en général, du silicium) ou bien de nature différente (par exemple, réalisation d’une poutre en polysilicium par gravure d’une couche d’oxyde sous-jacente).
HAUT DE PAGE
Il est possible d’attaquer le silicium et la plupart des matériaux par des procédés plasma RIE (Reactive lon Etching en anglais, gravure ionique réactive en français). Très schématiquement, les substrats à graver sont placés sur une des électrodes (la cathode) d’un condensateur plan soumis à une polarisation continue superposée à une oscillation haute fréquence, généralement 13,56 MHz (figure 3). Le gaz sous basse pression (environ 0,1 Pa) présent dans l’entrefer est alors ionisé et devient fortement réactif. La gravure qui se produit alors au niveau des substrats est liée aux deux phénomènes suivants :
une attaque chimique isotrope par les espèces réactives ;
un bombardement ionique réalisant une gravure anisotrope (verticale).
La nature du matériau attaqué et des gaz utilisés (SF6 , CHF3 , CCl4 ...), la pression dans l’enceinte et la puissance haute fréquence déterminent le taux d’anisotropie et la vitesse de gravure. Pour du SF6 , une pression de 0,1 Pa et une puissance de l’ordre de 1 W / cm2 de surface d’électrode, l’attaque du silicium est quasi isotrope et de l’ordre de 1 µm / min. À 10–2 Pa, la gravure devient fortement anisotrope (verticale), l’effet physique abrasif prédomine, et la vitesse d’attaque est de 0,1 µm / min. Dans...
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