湿法刻蚀.pptx

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,2012-5-18,#,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,湿法刻蚀工艺过程,刻蚀剂槽,超纯水冲洗,甩，烘干,湿法刻蚀轮廓,定特征尺寸大于,3,各向异性刻蚀,湿法刻蚀反应步骤,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,湿法刻蚀反应过程,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,湿法刻蚀参数,刻蚀溶液的浓度,刻蚀时间,反应温度,搅拌方式,硅的湿法刻蚀：酸法,刻蚀溶液为硝酸（,HNO,3,）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（,HNO,3,）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,硅的湿法刻蚀：碱法,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。,硅的湿法刻蚀：碱法（,100,）晶向,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,硅的湿法刻蚀：碱法（,100,）晶向,底部和边缘,腐蚀窗口宽度,w,和腐蚀深度,d,满足关系：,硅的湿法刻蚀：碱法（,110,）晶向,SiO2,Si,（,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）,二氧化硅的湿法刻蚀,HF,可以在室温下与,SiO,2,快速反应，而不会刻蚀,Si,或多晶硅。,反应方程式：,SiO,2,+6HF SiF,6,+H,2,O+H,2,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,（,buffered oxide etche,）溶液可以控制反应速率,二氧化硅的湿法刻蚀,:BOE,BOE,成分：,HF:NH,4,F:H,2,O,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。,NH,4,F NH,3,+HF,铝,的湿法刻蚀,加热温度,35-60,摄氏度,通过硝酸将,Al,氧化成,AL2O3,磷酸将,AL,2,O,3,反应溶解掉,反应方程式：,2Al+6HNO,3,AL,2,O,3,+3H,2,O+6NO,2,AL,2,O,3,+2H,3,PO,4,2ALPO,4,+3H,2,O,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,湿法刻蚀,优缺点,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,THANKS!,