对硅(100)(110)衬底

对硅（100）（110）衬底进行各向异性湿法腐蚀过程中的直角结构的凸角补偿方法硅的基本常识晶体硅为钢灰色，无定形硅为黑色，密度2.4g/cm3，熔点1420℃，沸点2355℃，晶体硅属于原子晶体，硬而有光泽，有半导体性质。硅的结构与金刚石类似，是正四面体结构。硅的化学性质比较活泼，在高温下能与氧气等多种元素化合，不溶于水、硝酸和盐酸，溶于氢氟酸和碱液，用于造制合金如硅铁、硅钢等，单晶硅是一种重要的半导体材料，用于制造大功率晶体管、整流器、太阳能电池等。硅在自然界分布极广，地壳中约含27.6%，主要以二氧化硅和硅酸盐的形式存在。地壳中，硅的含量在所有元素中居第二。结晶型的硅是暗黑蓝色的，很脆，是典型的半导体。化学性质非常稳定。在常温下，除氟化氢以外，很难与其他物质发生反应。硅的主要用途①高纯的单晶硅是重要的半导体材料。在单晶硅中掺入微量的第IIIA族元素，形成p型硅半导体；掺入微量的第VA族元素，形成n型和p型半导体结合在一起，就可做成太阳能电池，将辐射能转变为电能。在开发能源方面是一种很有前途的材料。另外广泛应用的二极管、三极管、晶闸管和各种集成电路（包括我们计算机内的芯片和CPU)都是用硅做的原材料。②金属陶瓷、宇宙航行的重要材料。将陶瓷和金属混合烧结，制成金属陶瓷复合材料，它耐高温，富韧性，可以切割，既继承了金属和陶瓷的各自的优点，又弥补了两者的先天缺陷。可应用于军事武器的制造。第一架航天飞机“哥伦比亚号”能抵挡住高速穿行稠密大气时摩擦产生的高温，全靠它那三万一千块硅瓦拼砌成的外壳。③光导纤维通信，最新的现代通信手段。用纯二氧化硅可以拉制出高透明度的玻璃纤维。激光可在玻璃纤维的通路里，发生无数次全反射而向前传输，代替了笨重的电缆。光纤通信容量高，一根头发丝那么细的玻璃纤维，可以同时传输256路电话；而且它还不受电、磁的干扰，不怕窃听，具有高度的保密性。光纤通信将会使21世纪人类的生活发生革命性巨变。④性能优异的硅有机化合物。例如有机硅塑料是极好的防水涂布材料。在地下铁道四壁喷涂有机硅，可以一劳永逸地解决渗水问题。在古文物、雕塑的外表，涂一层薄薄的有机硅塑料，可以防止青苔滋生，抵挡风吹雨淋和风化。天安门广场上的人民英雄纪念碑，便是经过有机硅塑料处理表面的，因此永远洁白、清新。硅的各向异性晶体的各向异性即沿晶格的不同方向，原子排列的周期性和疏密程度不尽相同，由此导致晶体在不同方向的物理化学特性也不同，这就是晶体的各向异性。晶体的各向异性具体表现在晶体不同方向上的弹性模量、硬度、断裂抗力、屈服强度、热膨胀系数、导热性、电阻率、电位移矢量、电极化强度、磁化率和折射率等都是不同的。各向异性作为晶体的一个重要特性具有相当重要的研究价值。常用密勒指数来标志晶体的不同取向。硅的湿法刻蚀硅的湿法刻蚀工艺，其步骤包括：(1)、在洁净的硅片上溅射Cr膜，Cr膜厚度为50nm～600nm；(2)、在Cr掩膜上，利用光刻工艺制备图形；(3)、在(NH4)2Ce(NO3)5溶液中对Cr掩模层进行刻蚀，(NH4)2Ce(NO3)5溶液的成分配比为：每100ml的刻蚀液中，硝酸铈铵为：5克～20克，高氯酸为：1.5毫升～8毫升，余量为水；(4)、使用KOH溶液对刻蚀后的硅片进行湿法刻蚀，(5)、使(NH4)2Ce(NO3)5刻蚀液，去除硅片上的Cr掩膜层。硅的各晶面不同晶面的腐蚀速度对硅的100110面各向异性腐蚀硅岛或硅梁成型过程中，凸角部分被腐蚀掉体硅工艺中110面的凸角补偿补偿原理：在各向异性腐蚀中,凸角结构表面会发生沿快腐蚀晶向的切削,因此只要补偿图形的凸角处对应的切削方向满足式定义的距离关系,这些图形就能够实现理想补偿.体硅工艺中100面的凸角补偿三角形补偿是在掩膜版顶角直接添加(310)向围成的三角形掩膜的补偿方法，如图所示．条形补偿是在(110)方向形成的凸角上补偿一个(100)条形结构，如图所示．方形补偿：采用方块的补偿结构如图所示，它是在(110)方向形成的凸角上叠加一个以(110)为边缘的方块补偿．在凸角上补偿正方形掩膜总结采用KOH溶液对Si进行的各向异性腐蚀是微机械加工中的一项重要技术。利用它可以形成方形，矩形的Si膜片以及其它复杂的三维结构，在感器，执行器及微机械制作领域其有非常广泛的应用。它的缺点是(100、110)Si在KOH中进行各向异性腐蚀时凸角结构的削角现象非常严重，若不加以补偿，完整的凸角结构难以获得．对此，本文介绍几种人们常用的凸角补偿方法，几种方法均达到了很好的补偿效果