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陽極接合時のNaなど不純物はどう拡散している?
卒業研究でSi-ガラスの陽極接合の実験を行っています。 陽極接合自体はうまくいくのですが,EDSなどで元素分析を行うとSi側にガラスに介在していたNaなどのアルカリイオンが拡散している様子が検出されてしまいます。 条件や電極の向きを変えるなどしましたが,やはりSi側でアルカリイオンが検出されます。 どうやら,Siがこれらの不純物によって汚染されることは,MEMS業界では非常に問題みたいですね。抵抗値や電流リーク,寿命など(私の研究にとっても非常に問題です・・・) しかし,陽極接合に関して述べられた論文のほとんどはこのアルカリイオンの拡散について議論されていません。 拡散してしまうものなのか,それとも原理的に拡散するはずはないのか,正直なところはナゾです。 陽極接合装置を製作しているメーカーでは装置内に「Na析出防止装置」があるそうですが,どのような装置なのか皆目検討がつきません。 もしこの汚染に関して,何かお分かりのことがあれば教えて下さい。
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- skydaddy
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まったくの専門外ですが、検索で出てくる情報を読む限り、拡散するようですね。 多くの場合、(多分)Na+がシリコン側に行かないようにシリコン側をCathodeにしていますが仰るようにそれでも駄目なようです。 Sodium contamination of SiO2 caused by anodic bonding http://iopscience.iop.org/0960-1317/13/6/307 この文献なんかはそのものですね。陽極接合を加減圧下でしたり、パッシベーションとしてSi3N4層をCVDで形成したらNaのマイグレーションを減らしたり、止めたりしたようです。(有料文献なのでAbstractからの判断です)この文献の発行は2003年ですから、今はもっといろいろ対策やメカニズムが判っているように思いますが・・・