Cualquiera que sea el dispositivo semiconductor para desarrollar y optimizar, se requieren una serie de etapas de manufactura para llegar al producto final. Entre dichos dispositivos se tienen, por ejemplo: transistores, células solares, sensores, diodos, LED, entre otros. Las etapas o procesos requeridos son los de (1) limpieza de superficies debido a la presencia de metales y material orgánico o formación de óxidos, (2) mejora o modificación de la superficie para crear canales, junturas u otro propósito, (3) deposición de otras capas como dieléctricos y (4) la creación de contactos eléctricos para la colección o transporte externa de portadores de carga.

En esta ocasión tocamos el tema de Wet chemical etching (grabado químico húmedo) para una geometría 2D bajo flujo laminar. El concepto subyacente se puede aprender de manera práctica con el tutorial [1]. El objetivo del modelo es examinar cómo se remueve el material del sustrato de cobre y cómo evoluciona la forma de la cavidad durante el proceso de grabado químico húmedo. El grabado químico húmedo es importante en la industria microelectrónica para la creación de patrones de circuitos integrados, dispositivos MEMS, optoelectrónicos y sensores de presión. Los procesos de ataque químico húmedo utilizan soluciones de ataque ("húmedas"), en las que el sustrato que se va a grabar se sumerge en un flujo controlado de agente de ataque químico.

La geometría 2D consiste en un sustrato de cobre enmascarado con una superficie expuesta que va a ser grabada en húmedo. El dominio rectangular superior tiene fluido fluyendo sobre el sustrato de cobre expuesto en la dirección x. El fluido reacciona sólo con el cobre desenmascarado a medida que se graba. Ver la figura de la cebecera que muestra el perfil de concentración del agente químico CuCl2 a t = 10.000 s sobre la cavidad de cobre sin enmascarar.

Referencias

[1] https://www.comsol.com/model/chemical-etching-44481