MEMS기반 에너지 하베스터 제작을 위한 실리콘 KOH 식각 모형화 (Modeling of Silicon Etch in KOH for MEMS Based Energy Harvester Fabrication)

서지정보

· 발행기관 : 한국전기전자재료학회
· 수록지 정보 : 전기전자재료학회논문지 / 25권 / 3호 / 176 ~ 181페이지
· 저자명 : 민철홍, 김태선, 강경우

초록

KOH 식각액을 통한 이방성 식각은 식각속도와 공정비용이 저렴하여 다양한 MEMS 분야에 응용되고 있다. 그러나 이방성 식각은 실리콘 웨이퍼의 식각방향과 속도에 따라 식각비율이 다르기 때문에 3차원 구조물을 제작하기 위해서 식각 모형화가 필수적이다. 본 논문에서는 KOH 식각을 이용하여 식각이 된 실리콘 웨이퍼의 구조물 위에 미세패턴을 형성시킨 전자기 유도 방식의 에너지 하베스트 소자의 구조를 제안하고, 실제 제작에 필요한 이방성 식각에 대한 모형화 방법을 정의하였다. 그리고 퍼지 논리를 이용하여 실리콘 웨이퍼의 식각률을 추론하였으며, 추론된 식각률을 이용하여 식각방향 및 속도에 대한 모형화 하였다. 모형화한 결과의 검증은 실제 KOH 식각 실험을 통해 얻은 결과와 비교하였다. 그 결과 식각방향과 속도가 실제 실험한 결과와 동일한 경향을 보였으며, 이를 기반으로 제작하려는 에너지 하베스터 소자의 식각 보상 구조물(compensation structure)을 설계할 수 있었다. 퍼지를 이용한 모형화 방법은 모든 각에 대한 식각률 정보가 없어도 일반화 추론이 가능하기 때문에 식각 농도와 온도가 바뀌어도 몇 개의 식각률 정보만으로 모형화가 가능하여 공정시간과 비용을 줄일 수 있는 장점을 가지고 있다.

영어초록

Due to the high etch rate and low fabrication cost, the wet etching of silicon using KOH etchant is widely used in MEMS fabrication area. However, anisotropic etch characteristic obstruct intuitional mask design and compensation structures are required for mask design level. Therefore, the accurate modeling for various types of silicon surface is essential for fabrication of three-dimensional MEMS structure. In this paper,we modeled KOH etch profile for MEMS based energy harvester using fuzzy logic. Modeling results are compared with experimental results and it is applied to design of compensation structure for MEMS based energy harvester. Through Fuzzy inference approaches, developed model showed good agreement with the experimental results with limited etch rate information.

참고자료

· 없음