Abstract
Ⅰ. 利用電化學蝕刻方法在矽晶片上形成高深寬比的巨孔洞陣列 元件縮小化是微機電裝置的開發重要的一環，當元件縮小時伴隨著許多製作與加工的困難，例如加工所應用之物理或化學方法必須達到微米尺寸的精確度。 本論文第一部分的目的在利用電化學蝕刻法，在矽晶片表面形成微米級的孔洞陣列。此孔洞陣列經進一步的設計與安排，可以應用於微機械、微電容器、微感應器的製備，本研究著重於尋求高深/寬比之孔洞，盼能在單位矽晶片上提供最大的表面積。 在氫氟酸之酒精水溶液中利用陽極電解patterned之P型矽晶片，可成功蝕刻出高深/寬比的孔洞陣列。本研究中探討電流密度、電解時間、電解液成分對孔洞形態的影響，在最佳的條件下，孔洞深度可達到400μm以上，深/寬比為100，孔壁厚度介於1~2μm之間。 研究中發現利用在晶片表面選擇性的預蝕刻出倒金字塔狀的淺坑，對於孔洞的非等向性蝕刻與成長具有決定性的影響。並且，陽極處理時在電解液中加入適當的界面活性劑可以增加對孔壁的保護，有助於孔洞成長。此外，在適當的實驗條件下增長陽極處理的時間，亦可形成筆直穿通的的陽極處理膜。 Ⅱ.沸石的製備 沸石晶體具有良好之熱穩定性及孔洞大小一致性，其孔洞大小約為奈米大小，藉由在矽晶片上選擇性的成長沸石晶體，並植入金屬，可進一步應用於單電子電晶體的製造。 本論文第二部分的主旨在利用傳統水熱合成方法，製備微米大小的晶體沸石。合成的沸石種類包括大小約0.6μm的silicalite-1沸石共晶(twin)，16μm大小的X型單晶沸石，1μm大小的Y型沸石粉末(aggregate)。 另將0.6μm的silicalite-1晶體以旋轉塗佈方式填於矽晶片上pattern的孔洞內（孔洞大小約0.8∼2μm），並將包含沸石晶體的矽晶片以垂直或晶面朝下的方式作二次成長，可達到在矽晶片上的孔洞中成長沸石晶體的目的。