发布时间 : 星期六 文章第三讲 体硅加工 - 图文更新完毕开始阅读b368a92c7375a417866f8f5a
实现上述结构的体硅加工技术主要有三种工艺路线： 湿法刻蚀、表面微机械多孔硅技术和干法刻蚀，还有一些辅助技术也是必须的，如掩膜突角补偿技术、电化学控制刻蚀、SOI衬底技术等，无论采用哪一种工艺路线，借助掩膜实现选择性是一样的，因此，关于硅刻蚀，下面一些问题是共性的：掩膜图形设计（包括可能的凸角补偿、底切量预置等）掩膜材料的选择、掩膜薄膜图形化技术、刻蚀反应的选择性、各向异性、终止层（面）、掩膜材料清除、精细结构脱水或者表面修饰等，它们针对不同的体系有不同的解决方案，也有一些惯例可以借鉴，下面将结合用途逐一加以简单介绍：
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质量块 梁 湿法刻蚀
湿法刻蚀分为各向同性和各向异性刻蚀两类
其中各向同性刻蚀主要以含氧化性添加剂的氢氟酸为酸性刻蚀剂，各向异性以各类强碱性溶液为主，其中又以KOH、THAM、EDP等为最常用。
各向同性刻蚀
各向同性刻蚀完全依赖掩膜图形产生选择性，刻蚀速率没有晶面选择性，预示它的刻蚀反应机制与碱性溶液有本质不同，无法得到精确的横向尺寸控制效果，也只在很少数情况下可以实现掺杂控制，所以总体上讲它的用途有限。 各向同性刻蚀主要采用含有硝酸、氢氟酸和水或者醋酸的HNA体系作为刻蚀剂，其总体反应方程式：
最常用的配方比例：
其中硝酸的氧化性导致在硅表面产生空穴，并进一步吸引溶液中的氢氧根到硅表面形成配合物，进而转化成薄层氧化硅，再被溶液中的氢氟酸反应，生成可溶性或挥发性的氟化
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物离开刻蚀面，刻蚀反应继续进行。分步反应式：
各向同性刻蚀的掩膜材料选择很是困难，最常用的是氮化硅和氧化硅，其中，氮化硅的耐腐蚀性较好，特别是高温工艺生成的氮化硅，能够刻蚀数百微米的硅而不至完全消失，炭化硅也有相似的能力，但是氧化硅在HNA体系中是很不稳定的，这从它的腐蚀机理中也可以看到，它们只是有腐蚀速度的差异，原则上不可以作为掩膜材料使用，可见其掩膜介质难以令人满意。
如果不考虑重金属污染的因素，金应该是一种候选材料，特别是当它与硅形成合金化层之后，能够抵挡一阵。 炭化硅和氮化硅均需采用干法刻蚀图形化，氧化硅可以湿法刻蚀
SU－8负胶图形也有被用于类似体系的掩膜材料，据称效果良好，但尚未见大量应用，可能的原因是去胶还是难题。 综合以上因素，各向同性刻蚀的用途越来越少，仅用于个别场合，如抛光性浅腐蚀(3mLHF+25mLHNO3+10mLHAc),与金刚石薄膜匹配的衬底硅刻蚀镂空操作等
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但是，各向同性的氢氟酸体系通过适当通电，以电化学刻蚀机制进行微加工，就能够显著改变上述特征。前面曾讲过硅可以在电化学氧化过程中形成多孔硅，多孔硅与表面微机械加工技术相结合可以显著增加可动薄膜结构的运动空间，但是，适当调整电化学刻蚀的工作条件，可以使基于氢氟酸溶液的刻蚀得到各向异性的高深宽比微结构。
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