利用湿法刻蚀的方法在硅片上加工V型槽条纹

利用湿法刻蚀的方法在硅片上加工V型槽条纹在金刚石的晶格中我们观察到(111)平面密度比(100)平面大，这样刻(111)面就比刻(100)面要慢。

表现出这种方向依赖性的刻蚀剂其刻蚀物包括KOH和异丙基酒精的混合物 ( 例： 23.4wt% 的KOH，13.3wt%的异丙基酒精，63wt%的水)。

这种刻蚀剂在(100)面方向的刻蚀速率比(111)面方向要快100倍(例，在80°，0.6µm/min与0.006µm/min)。

如果(100)面上的硅被二氧化硅覆盖且刻出图形，这种有方向性的刻蚀剂会产生精确的V形槽，槽的边缘是(111)面，与(100)面的夹角为54.7°，如图1。

图1 V型槽示意图
1备片、氧化
选择适合大小的晶向(100)硅片，如4寸，抛光表面、超声清洗后，在约1000℃下，先通湿氧氧化2.5 h，再通干氧氧化l h，在其表面就氧化出一层厚度大约为1μm、均匀致密的氧化层，该氧化层作为腐蚀硅的掩模层。

2光刻
采用双层掩模法，即在氧化硅表面蒸发上一层铬、金，厚度分别为50 nm、80 nm。

因为铬、金腐蚀时间较短，光刻胶的抗腐蚀性已足够。

这样，用光刻胶作掩模先腐蚀铬、金，再用铬、金作掩模腐蚀SiO2。

SiO2腐蚀液配为HF：NH4F：H20=1：2：3，腐蚀时间约10 min。

这种双层掩模光刻法腐蚀出的SiO2层图形边缘平整、无锯齿。

最后剥离去胶，将SiO2层残留的铬、金完全腐蚀掉。

整个光刻过程如图2
所示。

图2 湿法刻蚀流程示意图
3硅腐蚀
将已定域腐蚀SiO2层的硅片放入已配好的硅腐蚀液中，硅腐蚀液的配方为氢氧化钾：异丙醇：水=1：2：2。

在78℃下腐蚀。

由于硅的腐蚀存在各向异性，经一定的腐蚀时间，大约80 min即可得到要求的V型槽。

另外，为防止V型槽底部出现“小岛”，在腐蚀过程中，需要一定的搅拌。

图3 加工V型槽。