湿法刻蚀

定义：利用溶液和薄膜进行化学反应来去除需要刻蚀的部分而达到刻蚀的目的刻蚀剂槽超纯水冲洗甩，烘干●定特征尺寸大于3●各向异性刻蚀m●反应物扩散到被刻蚀薄膜的表面●反应物与被刻蚀薄膜反应●反应物的产物从刻蚀表面扩散到溶液中一般第二步的过程最慢，该步骤决定了刻蚀速率反应产物：气体，或者能溶于腐蚀剂的物质●用氧化剂将刻蚀材料氧化成氧化物●用另一种溶液将形成的氧化物溶解掉●刻蚀溶液的浓度●刻蚀时间●反应温度●搅拌方式刻蚀溶液的浓度越高、反应温度越高，薄膜的刻蚀速率就越快。反应过程是一个放热、放气的反应。反应放热，造成局部的温度升高，使反应速率增快；反应放气，产生气泡，可以隔绝局部的薄膜和刻蚀溶液，使反应停止。如何解决：？？搅拌，超声大多数先采用强氧化剂对硅（Si）进行氧化，用氢氟酸（HF）与二氧化硅反应去掉二氧化硅（SiO2）。常用的刻蚀溶液为硝酸（HNO3）与氢氟酸（HF）和水（或醋酸）的混合溶液。反应方程式：Si+HNO3+6HFH2SiF6+HNO2+H2O+H2H2SiF6易溶于水。醋酸有啥作用呢？加入醋酸可以抑制硝酸的分解，使硝酸的浓度维持在较高的水平刻蚀溶液为硝酸（HNO3）与氢氟酸（HF）混合溶液，当硝酸的浓度较低时，这时有足够的HF来溶解SiO2，反应速率有硝酸（HNO3）来决定；当HF的浓度较低时，Si的反应速率取决于HF的浓度。一句话：速率取决于浓度较低者硅属于两性氧化物，即可以和酸反应，又可以和碱反应，用含KOH的溶液来对硅进行刻蚀，可以用KOH溶液和异丙醇（IPA）相混合来进行。Si（100）面的刻蚀速率比Si（111）面快得多？。在微机械中用得比较多！在金刚石结构的Si中，（111）面比（100）面排得更密，（111）面的刻蚀速率更小。●采用SiO2作为掩蔽层，可以刻蚀出V型槽。●当刻蚀的速率快，时间短，就可以得到U型槽•底部和边缘•腐蚀窗口宽度w和腐蚀深度d满足关系：7.54tan2wdSiO2Si（111）（110）个人理解：（111）面的速度可以近似为0，这里刻蚀就在（111）面停止了，（111）面的轮廓即为刻蚀轮廓。（仅作参考）HF可以在室温下与SiO2快速反应，而不会刻蚀Si或多晶硅。反应方程式：SiO2+6HFSiF6+H2O+H2饱和浓度的HF在室温下的刻蚀率300A/S，这个速率对于要求控制的工艺来说太快了（3000A的薄膜，10S搞定）怎样来控制反应速率呢？通过缓冲氧化物刻蚀BOE（bufferedoxideetche）溶液可以控制反应速率BOE成分：HF:NH4F:H2O其中,HF为45%的浓氢氟酸NH4F在反应中作为缓冲剂，氟化铵通过分解反应产生HF，从而维持了HF的恒定的浓度。NH4FNH3+HF●加热温度35-60摄氏度●通过硝酸将Al氧化成AL2O3●磷酸将AL2O3反应溶解掉反应方程式：2Al+6HNO3AL2O3+3H2O+6NO2AL2O3+2H3PO42ALPO4+3H2O●醋酸可以使硝酸的氧化过程变慢，这样可以控制反应速度●常见的反应速率：100-300nm/min●优点工艺设备简单、成本低、具有良好的刻蚀选择比●缺点各项异性刻蚀