热环境中结晶硅的蚀刻工艺研究

引言

微电子机械系统（MEMS）是将机械元件和电子电路集成在一个共同的基板上，通过使用微量制造技术来实现尺寸从小于一微米到几微米的高性能器件。由于现有的表面加工技术，目前大多数的MEMS器件都是基于硅的。

硅是一种MEMS材料，已被选择进行研究，薄膜工艺中的蚀刻技术在半导体工业中起着重要的作用。以氢氧化钾溶液作为蚀刻剂，广泛地进行了硅的各向异性蚀刻。在半导体加工过程中，由于其低成本、高通量和优良的选择性。英思特利用氢氧化钾湿式蚀刻技术，在利用集成电路制造微电结构方面取得了重要进展。

实验与讨论

利用硅的微型机械部件和器件生产方法的发展是硅表面加工方法的自然产物。按照这个方向，我们准备新鲜的氢氧化钾溶液，将1份氢氧化钾颗粒称重入塑料烧杯中，然后加入2份去离子水。例如，使用100 g氢氧化钾和200毫升水。在温暖的表面上混合，直到氢氧化钾溶解。向溶液中加入40毫升异丙醇。异丙醇增加了蚀刻过程中的各向异性。（江苏英思特半导体科技有限公司）

硅的各向同性湿法蚀刻最常用的化学方法是硝酸和氢氟酸的结合物。它通常被称为HNA系统（HF：一氮：醋酸）与醋酸作为缓冲液的应用。硝酸作为一种氧化剂，将其表面转化为二氧化硅，然后用高频蚀刻（溶解）该氧化物。单晶圆旋转处理器提供了蚀刻晶圆一侧的能力，同时保护另一侧。

在单个晶圆自旋处理器中，需要添加具有更高粘度的化学物质，以在晶片表面提供更均匀的蚀刻。这些厚粘性酸在化学上不参与蚀刻反应，因此不会改变化学动力学，但由于粘度的增加而增加了传质阻力。在相同的去除速率下，在高频和一氮的混合物中加入少量粘性酸会更有效地降低晶片的粗糙度。

结论

有许多湿化学蚀刻配方以蚀刻硅。这些工艺用于各种应用，包括微加工、清洗和缺陷描述。蚀刻剂的详细行为和速率将因实验室环境和精确过程而不同。随着硅晶片的蚀刻，可以观察到蚀刻速率的下降。HF峰值提供了一种补充活性成分的方法。

与此同时，硅正以六氟硅酸的形式在溶液中积累起来。晶片的尺寸确定了峰值、去除和新鲜的补充量，以达到稳定的平衡。英思特公司表示，就化学成本和系统停机时间而言，这是最低的拥有成本，并将导致随时间不变的蚀刻率。

江苏英思特半导体科技有限公司主要从事湿法制程设备，晶圆清洁设备，RCA清洗机，KOH腐殖清洗机等设备的设计、生产和维护。

审核编辑 黄宇