Đế Si sau khi được rửa sạch theo quy trình làm sạch đế Si. Nếu bề mặt đế Si không được làm sạch có thể quan sát thấy các mảnh ôxit với chiều dày không đồng đều và chất lượng cách điện kém. Bên cạnh đó, phương pháp làm sạch trước khi ôxi hóa có thể ảnh hưởng quá trình ôxi hóa tiếp theo. Ngoài ra đế Si có thể bị nhiễm các kim loại nặng trong quá trình chế tạo đế, do đó các kim loại này phải được tẩy đi trước khi thực hiện công đoạn oxi hóa.
Các thông số công nghệ quan trọng trong quá trình ôxi hóa khô
- Nhiệt độ
- Ảnh hưởng đến tốc độ phản ứng - Quá trình khuếch tán trạng thái rắn - Mức độ sạch của bề mặt
- Nếu bề mặt bị nhiễm bẩn kim loại có thể gây ra xúc tác phản ứng - Chất lượng của màng ôxit tạo thành
- Định hướng bề mặt
Quy trinh Oxi hóa đế Si sử dụng Lò ôxi hóa PEO 601
Sử dụng khí Ôxi (5N) làm khí oxi hóa, lưu lượng khí Ôxi đưa vào kiểm soát bằng flowmeter với lưu lượng thay đổi từ 20-100 scm/phút. Các mẫu wafer Si đưa vào lò ở nhiệt độ phòng, sau đó nâng nhiệt từ từ lên đến 11000C để tạo quá trình ôxi hóa Si bằng Ôxi.
Trong quá trình oxi hóa trên các đế silicon (Si wafer) trong môi trường chứa O2, Silic sẽ phản ứng với O2 tạo ra lớp SiO2 theo phản ứng sau :
Si + O2 → SiO2
Toàn bộ quá trình nâng nhiệt, ổn định nhiệt và giảm nhiệt có thể điều khiển bằng máy tính thông qua phần mềm (hình 2.9 ), có thể thay đổi các bước (thời gian nâng nhiệt, giữ nhiệt, nhiệt độ) tùy ý.
Hình 2.9. Chương trình điều khiển quá trình Oxi hóa của Lò ôxi hóa PEO 601
Bước 2: Chế tạo điện cực bằng công nghệ in phun
Thiết kế điện cực bằng phần mềm Clewin
Trước khi tiến hành quá trình in phun điện cực bạc ta cần phải tiến hành thiết kế điện cực bằng phần mềm Clewin của hãng Phoenix Software vì đây là bước rất quan trọng bởi hình dạng, kích thước của điện cực ảnh hưởng
đến độ dẫn điện của điện cực từ đó cũng ảnh hưởng đến độ nhạy của cảm biến.
Chúng tôi đã lựa chọn công nghệ chế tạo cảm biến dạng nang lược. Cấu trúc của cảm biến bao gồm màng nhạy khí, điện cực và đế silic. Do cảm biến làm việc ở nhiệt độ phòng nên cấu trúc khá đơn giản. Kích thước 1 cm x 1cm, chiều dài (L), chiều rộng (W) của răng lược và khoảng cách (D) giữa 2 nang lược được thay đổi. Các thông số kỹ thuật cụ thể của thiết kế điện cực được liệt kê trong bảng 2.1.
Bảng 2.1. Thông số kỹ thuật thiết kế điện cực
Số hiệu L (µm) W (µm) D (µm) n 100 6900 100 100 50 150 6850 150 150 34 250 6800 250 250 25 300 6750 300 300 17 350 6700 350 350 14 400 6650 400 400 13