Use este identificador para citar ou linkar para este item:
http://hdl.handle.net/1843/BUDB-8D4LXJ
Tipo: | Dissertação de Mestrado |
Título: | Investigação de aspectos topológicos de componentes e dispositivos microfabricados em silício |
Autor(es): | Rodolfo Felipe de Oliveira Costa |
Primeiro Orientador: | Davies William de Lima Monteiro |
Primeiro membro da banca : | Wagner Nunes Rodrigues |
Segundo membro da banca: | Flavio Henrique Vasconcelos |
Resumo: | Este trabalho teve como principal objetivo investigar a rugosidade nasuperficie de laminas de silicio submetidas a corrosao com KOH, e emestruturas e componentes micro-opticos produzidos utilizando-se a tecnica de formacao de calotas esfericas por corrosao anisotropica de silicio com KOH. O desempenho e a confiabilidade de dispositivos e componentes microfabricados estao fortemente relacionados a rugosidade, sendo seu entendimento e controle de extrema relevancia para o sucesso e o avanco de micro sistemas. Sistemas micro-fluidicos, eletromecanicos e opticos sao exemplos de onde a rugosidade resultante dos processos de micro-fabricação tem se mostrado um fator limitante para uma miniaturização ainda maior destes dispositivos e para seu aumento de desempenho. Foram abordados os conceitos mais relevantes para o entendimento do processo de corrosao seletiva do silicio, da rugosidade e da tecnica de formação de calotas esfericas por corrosão anisotropica de silicio com uma solucao aquosa de KOH. Equipamentos utilizados para medição da rugosidade, parametros que afetam a rugosidade, bem como uma descrição detalhada dos processos utilizados para a producao de estruturas tambem saocontemplados ao longo deste texto. Pudemos demonstrar que os componentes produzidos a partir da tecnica de formacao de calotas esfericas sao viaveis para aplicacoes em optica, microoptica,aplicacoes oftalmologicas e para aberrometria, visto que, para essasaplicacoes os valores de rugosidade devem ser inferiores a é/10, onde é e o comprimento de onda da luz utilizada, normalmente entre 550 nm e 850 nm. Demonstramos a aplicacao da tecnica para a producao de rede de microlentes de silicio para comprimentos de onda maiores que 1100 nm ja na faixa do espectro infravermelho, visando o aumento da eficiencia de cameras para o infravermelho. Sao apresentadas ainda, ao final do trabalho, algumas sugestoes para a reducao da rugosidade em processos de producao de micro estruturas baseados em corrosao anisotropica de silicio. |
Abstract: | The main goal of this work was the investigation of the roughness on the surface of silicon wafers subjected to etching with a KOH aqueous solution, as well as on microstructures and micro-optical components produced a KOH etching technique that yields smooth spherical pits. The performance and reliability of devices and micro-fabricated components is strongly related to roughness, the understanding and control of which is of utter importance to the success and advancement of micro-systems. Micro-fluidic, electro-mechanical and optical systems are fields where micro-manufacturing roughness produced by the processes has been a limiting factor for further miniaturization of these devices and to the enhancement of their performance. This dissertation covered the most relevant concepts related to the selective etching of silicon, the roughness and the technique for the achievement of spherical cavities by anisotropic etching of silicon with KOH. Equipment used to measure roughness, parameters that affect the surface roughness, and a detailed description of the process used to produce structures are also referred to throughout this text. We could demonstrate that the components produced by an array or superposition of spherical cavities arefeasible for applications in optics, micro-optics, and ophthalmic wavefrontanalysis, since for these applications the values of roughness should be lower than ë/10, where ë is the wavelength of light used, typically between 550 nm and 850 nm. We demonstrate the technique to produce a silicon microlens array for wavelengths above 1100 nm, already in the range of the infrared spectrum, aiming at an enhanced performance of infrared cameras. A number of suggestions for the reduction of the surface roughness during the microstructure etching steps are also presented. |
Assunto: | Engenharia elétrica |
Idioma: | Português |
Editor: | Universidade Federal de Minas Gerais |
Sigla da Instituição: | UFMG |
Tipo de Acesso: | Acesso Aberto |
URI: | http://hdl.handle.net/1843/BUDB-8D4LXJ |
Data do documento: | 20-Mar-2010 |
Aparece nas coleções: | Dissertações de Mestrado |
Arquivos associados a este item:
Arquivo | Descrição | Tamanho | Formato | |
---|---|---|---|---|
rodolfo_felipe_de_oliveira_costa.pdf | 11.14 MB | Adobe PDF | Visualizar/Abrir |
Os itens no repositório estão protegidos por copyright, com todos os direitos reservados, salvo quando é indicado o contrário.