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利用掃描電鏡觀察氫氧化鉀蝕刻制備的硅微觀結構

 發布時間:2017/12/7 點擊量:1801
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氫氧化鉀蝕刻 (KOH)是制造微型器件的一個重要工藝,用于從硅片上去除材料。選擇性地蝕刻硅片的某些部分,用一層二氧化硅或掩膜來保護剩下的部分。然而,殘留物的存在成為這種技術的一個缺點,因為它會對器件的制造過程產生負面影響。在這篇博客中,我們提出了一種利用蝕刻殘留物的方法,將其作為后續蝕刻的掩膜,以制造兩層微結構。我們還提供了如何有效地利用掃描電鏡SEM對這些微結構進行成像的例子。

 

KOH化學硅蝕刻技術

 

蝕刻是微加工中一個非常重要和關鍵的過程,在此過程中,材料通過蝕刻劑在硅片表面進行化學去除。蝕刻有兩種: 濕蝕刻,蝕刻劑是液體,和干蝕刻,蝕刻劑是等離子體。干蝕刻是各向異性的,因此在蝕刻材料中形成垂直側壁,如圖1a所示。在另一方面,濕蝕刻劑通常是各向同性,這意味著蝕刻在各個方向都是均勻的,產生圓壁和削弱效果,如圖1b所示。

 

KOH是一種液相蝕刻劑,在晶體平面上是各向異性的。因此,它對硅片的晶體取向很敏感,產生梯形截面腔,如圖1c所示。KOH蝕刻的主要缺點之一是殘留物的沉積,這是由蝕刻劑和被移出材料之間的相互作用所造成的: 是這項技術zui薄弱的一點。

 

圖1: 生成的基體橫截面示意圖,(a) 各向異性的侵蝕,(b)一個*各向同性的侵蝕,(c)一個濕蝕刻的各向異性腐蝕劑

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