Течно изотропно ецване на силиций и силициев оксид

Като ецващ агент се използва смес от HF/HNO3 киселини. Следващите химични реакции обобщават основните механизми на изотропно ецване на силиций (стъпки 1-4). Първоначално силиконът се окислява до силициев оксид, а след това силициевият оксид се ецва с флуороводородна киселина (HF) (стъпка 4).

Образуване на азотен диоксид (NO2) чрез взаимодействие на азотна киселина с азотиста киселина (HNO2), която винаги присъства в малки количества в азотната киселина.

Окисляване на силиций с азотен диоксид.

Образуване на силициев оксид SiO2

Гравиране на силициев диоксид SiO2

При високи концентрации на HF, скоростта на реакцията на ецване се определя главно от температурата на ецващия агент, което се дължи на силната температурна зависимост на етапи 1-3 на окисление на силиций. При ниски концентрации на HF, скоростта на реакцията на ецване се контролира от дифузия поради слабата температурна зависимост на етап 4 на ецване на силициев диоксид.

Флуороводородна киселина (HF) в отсъствието на азотна киселина (HNO3) не реагира със силиций. Скоростта на ецване на силициевия оксид (SiO2) се определя главно от концентрацията на HF.

Поради високата си порьозност, силициев диоксид в парна фаза (напр. CVD оксид) има по-висока скорост на ецване от термичния SiO2.

За да се контролира възпроизводимостта на скоростта на ецване, температурата на ецващия препарат трябва да се контролира в рамките на ╠ 0,5°C.

Разреждането на киселинната смес HF/HNO3 с оцетна киселина подобрява омокрянето на повърхността на хидрофобния силиций с ецващия агент, което увеличава и изравнява скоростта на ецване. Легираният силиций (n- и p-тип) се ецва по-бързо от нелегирания силиций.

Препоръчителен състав за изотропно ецване на силиций:

HF : HNO3 : CH3COOH :H2O = 10,2% + 39,5% + 23,2% + 27,1%

Въз основа на материали от MicroChemicals

---