濕式化學(xué)蝕刻法制備硅片微孔

引言

微孔利用光和物質(zhì)的相互作用來獲得獨(dú)特的性質(zhì)，特別是，當(dāng)用紫外光、可見光或近紅外光在其表面等離子體極化頻率附近照射時(shí)，金屬微孔結(jié)構(gòu)表現(xiàn)出強(qiáng)烈的共振。然而，用于制造微孔的技術(shù)是耗時(shí)的，并且需要昂貴的設(shè)備和專業(yè)人員。因此，英思特開發(fā)了一種通過濕化學(xué)蝕刻硅襯底來制造微孔的方法。

硅被廣泛應(yīng)用于許多領(lǐng)域，因?yàn)槌似渌麅?yōu)點(diǎn)之外，它還便宜且堅(jiān)固。它與濕法化學(xué)蝕刻兼容，濕法化學(xué)蝕刻被廣泛用于制造從簡單空腔到復(fù)雜圖案的各種結(jié)構(gòu)。這項(xiàng)技術(shù)的主要優(yōu)點(diǎn)包括低成本和易于使用，因此它可以幫助降低制造成本，從而降低最終產(chǎn)品的成本。

實(shí)驗(yàn)和討論

微孔結(jié)構(gòu)在Si(100)晶片(厚度，300μm)上制造?；椎膬擅娑急粧伖?，因?yàn)槿芤汉苋菀诐B透到粗糙的表面。圖1概述了濕法化學(xué)蝕刻的步驟。通過場發(fā)射掃描電子顯微鏡(FE-SEM)研究所得微孔結(jié)構(gòu)的形狀和深度，并通過原子結(jié)構(gòu)觀察分析蝕刻機(jī)理。

圖1：Si(100)濕法化學(xué)腐蝕概述

圖2展示了在不同溫度下進(jìn)行濕法蝕刻后的Si(100)的橫截面圖像各種持續(xù)時(shí)間。圖中頂部(a、d、g)、中部(b、e、h)和底部(c、f、I)行的樣品分別用KOH (20%)蝕刻2、4和6小時(shí)。蝕刻隨著溫度的升高而加速。在70℃下6小時(shí)后，80℃下4小時(shí)后和90℃下3小時(shí)后底物出現(xiàn)孔。在這些條件下，蝕刻深度超過300μm的基材厚度。隨著時(shí)間的推移，孔變得更深且通常更寬。在70、80和90℃條件下，側(cè)向蝕刻速率平均分別為3、11和20.25μm/h。在70℃時(shí)幾乎沒有變化，但在80℃時(shí)急劇增加。

圖2：Si(100)的橫截面圖像

結(jié)論

英思特用KOH (20%)溶液在70、80和90℃下對Si(100)晶片進(jìn)行濕化學(xué)腐蝕，腐蝕時(shí)間不同。這種方法不需要昂貴的設(shè)備或相當(dāng)長的時(shí)間，并且可以產(chǎn)生大量微孔，它對時(shí)間和溫度的敏感性使得能夠在相對簡單的過程中獲得特定深度和寬度的孔。使用該工藝制造的微孔結(jié)構(gòu)提供了有趣的功能，以及作為形成表面等離子體的元件具有潛在應(yīng)用。

江蘇英思特半導(dǎo)體科技有限公司主要從事濕法制程設(shè)備，晶圓清潔設(shè)備，RCA清洗機(jī)，KOH腐殖清洗機(jī)等設(shè)備的設(shè)計(jì)、生產(chǎn)和維護(hù)。

審核編輯：湯梓紅