Силицијум (СИ) је основни материјал у полуводичкој индустрији, а његова технологија за прераду је пресудна за развој микроелектронске и микроелектромеханичких система (МЕМС). У преради силицијума, Етоминг технологија је један од кључних корака за постизање сложених микро-нано структура. Међутим, стопа јеткање силицијума није уједначена, али у великој мери зависи од оријентације кристала (смјер кристала). Ова зависност оријентације кристалне оријентације директни је резултат разлика у дензитету аранжмана и оријентације хемијских обвезница атома силицијума на различитим кристалним авионима. Овај чланак ће детаљно расправљати о односу између стопе силицијума и кристално оријентације и анализирати његову практичну примену у микро-нано обради.
СИЛИЦОН Кристална структура и кристална оријентација
Силицијум је кристал са дијамантом структуром, а његов атомски аранжман показује значајне разлике у различитим кристалним авионима. Уобичајени кристални авиони укључују (100), (110) и (111) авионе.
(100) Кристална равнина: атомски аранжман је релативно лабав, а хемијске обвезнице су изложене.
(110) Кристална равнина: Атомска густина је између (100) и (111).
(111) Кристална равнина: атомски аранжман је најкомпактнији, а хемијске обвезнице тешко је нападнути од стране субјекта.
Разлике у атомском аранжману ових кристалних авиона директно утичу на стопу за уништавање, чинећи да је етоминг понашање различитих кристалних авиона показују значајну анисотропију.
Зависност оријентације кристалне оријентације у влажном јеткању
Мокро јеткање је једна од најчешће кориштених техника у обради силицијума, посебно у анизотропном јеткању. Обично коришћени етцхантс укључују алкална решења као што су Кох (калијум хидроксид) и ТМАХ (тетраметиламонијум хидроксид). Стопе јеткање различитих кристалних авиона значајно се разликују:
(100) Кристална равнина: Због лабавог распореда атома, стопа јетње је најбржа.
(110) Кристална равнина: Стопа јеткања је бржа, али нешто нижа од (100) равнина.
(111) Кристална равнина: Због блиског распореда атома, стопа јела је најспорија
На пример, у КОХ раствору, однос степена суткања је обично (100): (110) :( 111)=400: 600: 1. Ова анисотропна некретнина омогућава влажно јеткање да прецизно контролишете структуру морфологије на силицијумним ваферима.
Зависност оријентације кристалне оријентације у сувом јеткању
Суво јетковање (као што је иседање у плазми и дубоко реактивно јонски јетњи) обично показује јачу анисотропију, али његова зависност оријентације кристалне оријентације је слабија. Суво једење углавном постиже уклањање материјала комбиновањем физичког бомбардовања и хемијске реакције, тако да се утицај кристалне оријентације углавном одражава на контролу морфологије бочног зида.
Кључни фактори који утичу на стопу силицијума
Поред кристалне оријентације, стопе силицијума је под утицајем и следећи фактори:
Температура: Повећавајућа температура углавном убрзава реакцију јеткања, али однос јетљивих стопа за сваку кристалну равнину остаје релативно стабилан.
Етцхант концентрација: Високе концентрације етцханата (као што су Кох) могу побољшати анисотропију, док ниске концентрације могу смањити селективност.
Допинг концентрација: Стопа јеткања јако допед силицијума (као што је п ++ тип) може се значајно смањити, па чак и електрохемијски заустављање се може постићи.
