Etude et simulation par éléments finis de la gravure chimique humide dans un écoulement forcée utilisée dans les procédés de microfabrication des dispositifs mems

Abstract

Les procédés de microfabrication des dispositifs MEMS et NEMS est la clé de la matérialisation des idées et des possibilités des microcapteurs et microactionneur. Les procédés de gravure humide utilisent des agents de gravure à base de solutions ("humides"), où le substrat à graver est immergé dans un écoulement contrôlé d'agent de gravure. Ainsi ce procédé implique une réaction chimique qui consomme le réactif d'origine et produit un nouveau réactif. Ce travail est parti d'un modèle de gravure (2D) de cuivre isotrope préexistant que nous avons adapté pour les procédés de gravure du silicium d'abords 2D et pourquoi pas en 3D. Nous avons pris en compte les différents aspects physiques et chimiques (cinétique réactionnel), afin de simuler et prévoir l'évolution de gravure en fonction des paramètres du bain de gravure (température, concentration des agents chimique de gravures). Notre simulation est basée sur la méthode des éléments finis (FEM) sous Comsol Multiphysics V5.3. The processes of microfabrication MEMS and NEMS devices are the key to materializing the ideas and possibilities of microsensors and microactuator. Wet etching processes use solution-based ("wet") etching agents, where the substrate to be etched is immersed in a controlled flow of etchant. Thus this process involves a chemical reaction that consumes the original reagent and produces a new reagent. This work is based on a pre-existing isotropic copper (2D) engraving model that we adapted for silicon etching processes around 2D and why not in 3D. We have taken into account the different physical and chemical aspects (reaction kinetics), in order to simulate and predict the etching evolution as a function of the etching bath parameters (temperature, concentration of chemical etchant). Our simulation is based on the Finite Element Method (FEM) under Comsol Multiphysics V5.3.