犧牲層腐蝕模型與模擬研究.pdf

1、犧牲層腐蝕技術(shù)是微電子機(jī)械系統(tǒng) (MEMS) 表面制造工藝技術(shù)之一，對(duì) MEMS 器件的性能有著非常重要的影響。因此，犧牲層腐蝕過程的控制和模擬對(duì)于犧牲層腐蝕有著重要的指導(dǎo)意義。本文將利用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)(CAD)技術(shù)實(shí)現(xiàn)腐蝕過程的模擬。論文首先詳細(xì)介紹了氫氟酸 (HF) 腐蝕二氧化硅(SiO<,2>)的化學(xué)機(jī)理，闡述了各種因素對(duì)腐蝕的影響。然后介紹了犧牲層腐蝕的數(shù)學(xué)模型，并將一維的腐蝕模型擴(kuò)展到了二維空間。給出了模型的數(shù)值算法并編程實(shí)現(xiàn)

2、了犧牲層腐蝕的模擬。 根據(jù)氫氟酸腐蝕氧化硅的化學(xué)機(jī)理以及溶液的擴(kuò)散機(jī)制，已經(jīng)建立了很多腐蝕模型；主要有：Deal．Grove(D-G)模型、power law模型、以及IAu.的一二階聯(lián)合模型等。通過對(duì)模型多方面的比較，結(jié)果表明D-G模型模擬準(zhǔn)確性比較差，后面兩種模型都可以比較準(zhǔn)確的對(duì)腐蝕過程進(jìn)行模擬。本文選取了power law模型并利用該數(shù)學(xué)模型進(jìn)行編程，實(shí)現(xiàn)了對(duì)不同腐蝕液腐蝕不同犧牲層材料過程的一維模擬。 論文闡述

3、并運(yùn)用了由Liu．的一二階聯(lián)合模型推廣得到二維極坐標(biāo)腐蝕模型。討論了極坐標(biāo)擴(kuò)散方程的數(shù)值求解算法，并對(duì)算法進(jìn)行了適當(dāng)?shù)膬?yōu)化。利用C語言進(jìn)行了編程，實(shí)現(xiàn)了單端開口結(jié)構(gòu)腐蝕過程的模擬。 由于腐蝕過程主要受擴(kuò)散機(jī)制制約，論文將一維擴(kuò)散方程擴(kuò)展到了二維空間，建立了基于二維擴(kuò)散方程的腐蝕數(shù)學(xué)模型，并給出相應(yīng)的邊界條件。然后分別給出了顯式和隱式兩種有限差分求解算法，求解得到每一時(shí)刻溶液在具體位置的濃度值。再由 Topography 模型計(jì)算