一种基于四甲基氢氧化铵溶液蒸汽的新型硅刻蚀方法

在微机电技术中,利用刻蚀方法对硅进行体结构加工是一步重要的工艺程序.本文提出了一种基于四甲基氢氧化铵的新型刻蚀方法,四甲基氢氧化铵刻蚀溶液被加热到沸点,单晶硅片置于刻蚀液面的上方,通过刻蚀溶液的蒸汽实现对硅片的各向异性气相刻蚀,此方法并不依赖于昂贵的传统干法刻蚀真空设备.相比于传统湿法刻蚀,本文提出的刻蚀方法具有若干优点,例如低粗糙度、高刻蚀速率和高均匀性,刻蚀速率和表面粗糙度分别可达到2.13 μm/min和1.02 nm.同时,在背腔刻蚀工艺中,在硅片非刻蚀面上的隔膜结构和Al基图形可被完好无损地保存下来.最后,本文提出了一种可能的刻蚀机理说明观察到的实验现象.与传统湿法刻蚀不同,在本文的气相刻蚀中,由于刻蚀溶液的蒸发过程,刻蚀表面将形成一层薄的水汽层,四甲基氢氧化铵刻蚀剂的离化和刻蚀反应均在这一层中进行,这有助于H2气泡的快速脱附,以及反应界面分子交换速率的提升.