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HF Vapor Etcher for Stiction Free Release of Suspended Micro- and Nanostructures

English title HF Vapor Etcher for Stiction Free Release of Suspended Micro- and Nanostructures
Applicant Quack Niels
Number 170759
Funding scheme R'EQUIP
Research institution Institut de microtechnique EPFL - STI - IMT
Institution of higher education EPF Lausanne - EPFL
Main discipline Microelectronics. Optoelectronics
Start/End 01.12.2016 - 30.11.2017
Approved amount 114'000.00
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All Disciplines (4)

Discipline
Microelectronics. Optoelectronics
Electrical Engineering
Material Sciences
Mechanical Engineering

Keywords (7)

Stiction; Nano; Anhydrous; MEMS; Release; NEMS; MOEMS

Lay Summary (German)

Lead
In der Mikro- und Nanotechnologie wird Fluorwasserstoff eingesetzt um Oxidverbindungen, im besonderen Siliziumdioxid, zu ätzen. Die gängigen Verarbeitungsprozesse verwenden hierzu Fluorwasserstoff in wässriger Lösung (Flusssäure). Die Möglichkeiten zur präzisen Kontrolle der Ätzprozesse unter Verwendung einer wässrigen Lösung sind jedoch für gewisse Anwendungen, vor allem im Nanobereich, begrenzt. Freistehende Strukturen in Mikro-Elektromechanischen Systemen (MEMS) kollabieren typischerweise aufgrund der vorherrschenden Kapillarkräfte während des Trocknungsprozesses, ein oftmals irreversibler Vorgang der als ‚stiction‘ bekannt ist.
Lay summary

Mit den beantragten Fördermitteln wird in ein neuartiges Gerät investiert, welches für den Ätzprozess Fluorwasserstoff in der Gasphase verwendet. Gegenüber herkömmlichen Ätzprozessen wird dieses Instrument erlauben, (1) Mikro- und Nanostrukturen mit präziser Dimensionskontrolle und ohne ‚stiction‘ freizuätzen, (2) mit erhöhter Selektivität gegenüber einer erweiterten Anzahl von Materialien zu ätzen, und ist im weiteren (3) mit einer breiten Anzahl von Substraten kompatibel.

Mehrere aktuelle Forschungsprojekte werden direkt von der Installation des neuartigen Geräts profitieren. Als konkrete Beispiele seien hier folgende, bereits laufende Projekte aufgeführt: MEMS-Resonatoren und Sensoren, durchstimmbare optische Mikrosysteme, Substratpräparation zum Wachstum von Nanostrukturen, Selbstorganisation von Nanopartikeln, oder Nano-Elektro-Mechanische Systeme (NEMS).

Mit der Installation des Gerätes in den gemeinsam genutzten Reinraumlabors des ‚Centre de Micro- et Nanotechnologie‘ (CMi) an der EPFL wird das Gerät einer grossen Anzahl von Forschenden zur Verfügung stehen, und somit eine Vielzahl neuer Forschungsprojekte in der Mikro- und Nanotechnologie ermöglichen.

Direct link to Lay Summary Last update: 20.12.2016

Responsible applicant and co-applicants

Associated projects

Number Title Start Funding scheme
163861 Advanced heterostructures based on III-V nanostructures for photonics on silicon 01.02.2016 Bilateral programmes
157705 Earth Abundant Semiconductors for next generation Energy Harvesting, EASEH 01.02.2016 Temporary Backup Schemes
157566 DIAMOND NANO-OPTO-ELECTROMECHANICAL SYSTEMS 01.06.2015 SNSF Professorships
150776 Nano-Frazor 01.01.2014 R'EQUIP
144695 P-NEMS: PiezoElectric-Nano-electro-mechanical sensors 01.07.2013 SNSF Professorships
144268 Solid-Gap Resonators 01.03.2013 Project funding (Div. I-III)
177011 Ultra High Frequency Vibrometer for MEMS/NEMS characterization 01.03.2018 R'EQUIP
183717 Diamond Nano-Opto-Electromechanical Systems 01.06.2019 SNSF Professorships

Abstract

We propose to introduce an anhydrous HF vapor etch equipment of the latest generation to the shared clean room user facility ‘Center for Micro- and Nanotechnologies’ (CMI) at EPFL, providing stable and precise control of an HF vapor etching process for stiction free release suspended Micro- and Nanostructures with extremely high aspect ratio, compatible with a large variety of substrate sizes. Introducing this capabilities newly to EPFL will enable the exploration of new avenues in scientific studies at the nanoscale. The proposal is supported by a core group of 5 Professors at EPFL, expecting a direct impact on their scientific research activities using the equipment. The research activities that will directly benefit of the proposed equipment will include the exploration of new avenues for tunable optical microsystems, energy efficient integrated systems, nanoscale resonators or optomechanical frequency references. In addition, an HF vapor etcher has the potential to enable numerous additional applications, including (but not limited to) HF surface treatments and modifications, e.g. surface cleaning from native oxides, or catalytic reaction studies, etc. In summary, with the excellent control of the proposed equipment at the nanoscale, a wide range of studies related to nanoscale devices will be enabled. The integration in the CMI clean room shared user facility at EPFL guarantees access to the instrument for a wide range of academic and industrial researchers.
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