湿法刻蚀ppt课件

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+6HF H2SiF6易溶于水。 醋酸有啥作用呢？ H2SiF6+HNO2+H2O+H2 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
●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
通过缓冲氧化物刻蚀BOE（buffered 率
oxide etche）溶液可以控制反应速 怎样来控制反应速率呢？
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。 NH4F NH3+HF
●加热温度35-60摄，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+6HF
SiF6+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）
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：
w d tan 54.7 2
（111）
（110）
SiO2
Si
●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+6HNO3 AL2O3+3H2O+6NO2
AL2O3+2H3PO4
应速度
2ALPO4+3H2O
●醋酸可以使硝酸的氧化过程变慢，这样可以控制反 ●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
湿法刻蚀
刻蚀剂槽
甩，烘干
超纯水冲 洗
●定特征尺寸大于3 m ●各向异性刻蚀
●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 反应产物：气体， 或者能溶于腐蚀剂 中 的物质 一般第二步的过程最慢，该步骤决定了 刻蚀速率
●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
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！