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复合湿法腐蚀工艺制备硅基三维曲面
  • ISSN号:1004-924X
  • 期刊名称:光学精密工程
  • 时间:2013.6
  • 页码:1531-1536
  • 分类:TN305.99[电子电信—物理电子学]
  • 作者机构:[1]西北工业大学空天微纳系统教育部重点实验室,陕西西安710072
  • 相关基金:国家自然科学基金资助项目(No.51175436); 西北工业大学基础研究基金资助项目(No.JC200811); 航空科学基金资助项目(ASFC-No.2012ZC****); 辽宁省微纳米技术及系统重点实验室开放基金资助项目
  • 相关项目:微纳流体柔性光波导结构的光调谐效应研究
中文摘要:

提出了将各向异性湿法腐蚀与各向同性湿法腐蚀相结合的复合工艺,通过控制刻蚀工艺参数进行体硅加工,成功刻蚀了硅基材料三维曲面回转体结构。在各向同性腐蚀过程中,由各向异性刻蚀得到的多面体结构的表面垂直腐蚀速率与刻蚀液浓度呈指数关系,而搅拌使得多面体结构表面峰值与谷底的刻蚀液存在流速差,基于此原理可得到光滑的三维曲面。刻蚀过程中,通过各向异性湿法腐蚀控制结构深度,通过各向同性湿法腐蚀"抛光"结构曲面。最后,采用实验优化湿法腐蚀过程的工艺参数,基于直径为600~1 000μm的圆形掩模板,在硅材料表面制备得到了高度为100~200μm的三维曲面回转结构。提出的工艺简单、有效且便于操作,有望用于制作不同曲面形状的三维硅结构及聚合物光学器件模具。

英文摘要:

A fabrication method combining anisotropic wet etching with isotropic wet etching process is proposed to obtain silicon-based three-dimensional curved rotary profile. In the isotropic etching process, the corrosion rate increases exponentially with the concentration of the etching solution in the vicinity of the silicon surface. The little fluctuation of etching solution concentration varies significant- ly due to the velocity of the etchingliquid flow. On this principle, the surface peak and the bottom of octahedral structure obtained by anisotropic etching are polished by the flow difference existing in the condition of the stirring until one smooth three-dimensional surface occurs. By using the anisotropic wet etching to control the depth of the structure and the isotropic wet etching process to polish the curved surface of the structure, a silicon-based three-dimensional curved rotary profile with the height of 100--200 μm is fabricated based on a circle mask pattern with the diameter of 600--1 000 μm. The method proposed is simple, effective and can be used in fabrication of various three-dimensional silicon molds.

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期刊信息
  • 《光学精密工程》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 中国仪器仪表学会
  • 主编:曹健林
  • 地址:长春市东南湖大路3888号
  • 邮编:130033
  • 邮箱:gxjmgc@sina.com;gxjmgc@ciomp.ac.cn
  • 电话:0431-86176855 84613409传
  • 国际标准刊号:ISSN:1004-924X
  • 国内统一刊号:ISSN:22-1198/TH
  • 邮发代号:12-166
  • 获奖情况:
  • 三次获得“百种中国杰出学术期刊”,2006年获得中国科协择优支持基金,2007年获“吉林省新闻出版精品期刊奖”,2008年获“中国精品科技期刊”,2012年《光学精密工程》看在的3篇论文获得中国百...,第三届中国出版政府奖提名奖
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版)
  • 被引量:22699