各向同性和各向異性工藝如何用于改善硅濕蝕刻

通過使用各向同性和各向異性工藝，可以高精度地創(chuàng)建由硅濕法蝕刻產(chǎn)生的微觀結(jié)構(gòu)。各向同性蝕刻速度更快，但可能會在掩模下蝕刻以形成圓形?？梢愿_地控制各向異性蝕刻，并且可以產(chǎn)生具有精確尺寸的直邊。在每種情況下，控制蝕刻浴溫度和蝕刻劑濃度對于成功創(chuàng)建微結(jié)構(gòu)和后續(xù)批次的可重復(fù)性至關(guān)重要。

1.各向同性和各向異性蝕刻有何不同

硅片具有單晶晶格結(jié)構(gòu)，在各個方向重復(fù)，但各個方向的密度不同。垂直平面包含與對角平面不同數(shù)量的硅原子。這意味著使用某些蝕刻劑的蝕刻在具有更多原子的方向上較慢，而在具有較少原子的方向上進行得更快。

用于各向同性蝕刻的蝕刻劑，如氫氟酸，在所有方向上以相同的速度蝕刻，與硅原子密度無關(guān)。對于用于各向異性蝕刻的蝕刻劑，例如氫氧化鉀 (KOH)，蝕刻速度取決于晶格平面中硅原子的數(shù)量，因此取決于不同平面的方向。

各向異性蝕刻速度的差異允許更好地控制蝕刻到硅晶片中的形狀。通過硅晶片的相應(yīng)取向，可以定時蝕刻以產(chǎn)生直邊或成角度的邊和尖角?？梢詼p少掩模下的蝕刻。

2.如何在半導(dǎo)體制造中使用各向同性和各向異性蝕刻

各向同性蝕刻比各向異性蝕刻更難控制，但速度更快。在硅晶片制造的初始階段，大型特征被蝕刻到硅中。在制造的這個階段，蝕刻速度對設(shè)施吞吐量很重要。各向同性蝕刻用于快速創(chuàng)建這些帶有圓形邊角的大形狀。盡管工藝工程師和操作員對被蝕刻特征的形狀的控制較少，但準確的溫度和濃度控制仍然很重要，以確保在不同批次加工的晶片上產(chǎn)生的圓形形狀相同。

在用各向同性工藝蝕刻大形狀后，微結(jié)構(gòu)和金屬路徑需要更好地控制細節(jié)。只要硅晶片的晶格結(jié)構(gòu)正確定向，各向異性蝕刻就提供這種控制。各向異性KOH 蝕刻可靠且易于控制。它可用于創(chuàng)建最終半導(dǎo)體產(chǎn)品所需的精確、直邊形狀。精確控制溫度和蝕刻劑濃度對于各向異性蝕刻甚至更為重要，因為這些工藝參數(shù)強烈影響各個方向的蝕刻速度，從而影響蝕刻的最終形狀。

審核編輯：符乾江