硅的濕法化學(xué)腐蝕
濕法化學(xué)腐蝕是比較古老的硅微機械加工工藝之一，有各向同性和各向蠟性兩種濕法化學(xué)腐蝕之分。總的來說 ，濕法腐蝕工藝是相當(dāng)復(fù)雜的，需要操作者具有高度熟練的技能。在這兩種腐蝕方法中，各向異性腐蝕法顯得更為重要。腐蝕速率的各向異性是由于硅的晶體學(xué)特性決定的，有可能比較準確地控制被腐蝕結(jié)構(gòu)的幾何圖形一一在晶體學(xué)的限制之內(nèi)。另一方面 ，各向同性腐蝕產(chǎn)生的形狀是由腐蝕溶液的濃度決定的，通常較難控制。
(1) 各向同性腐蝕
腐蝕溶液是高濃度氫氟酸 (HF)和硝酸 (HNO3 )的混合物，這些都是腐蝕性很強的液體。對于少數(shù)幾種不能被這些混合物腐蝕的材料之一是特氟隆 (Teflon) ，它被用來制作盛放腐億液的容器和托架。另外，氨化硅也具有抗腐包能力，所以它可被用作，各向同性腐蝕的最大腐伺速率接近于1 mm/min，如此一來，300 μm厚的硅在20~30s的時間內(nèi)就會被溶解掉。如果以這種速度腐蝕 ，機械加工是不可述所講的腐蝕液必須經(jīng)過稀釋。通常，氫氣酸 CHF)和硝酸 CHNO，)與水混合與甲酸再混合效果會更好。各向同性腐蝕的腐蝕速度與腐蝕溶液的濃度密要注意的是，經(jīng)過被水或者甲酸混合的較高濃度的稀釋液所腐蝕的表面會變得比較粗糙。
(2)各向異性腐蝕
各向異性腐蝕是在特定的溶液和材料中沿不同晶向，其腐全速率不同，呈現(xiàn)擇人性腐蝕 ，這就是所謂的各向異性腐蝕。
含有羥基(OH)的腐蝕溶液對硅的腐蝕速率是各向異性的。在晶體學(xué)的(111）的腐蝕 速率最小值，并且(取決于浴液)在(001) (KOH)和(110)(EDP)，帶有異丙醇的（KOH)有淺的腐蝕速率最小值。工藝溫度在60°C或更高時，最大腐蝕速米。在(111)晶向的最小瘓蝕速率通常小100多倍，在淺的最小值方向的腐蝕速率1/2~1/5。通常(111)唱向最小值在采用各向異性濕法腐蝕的微主導(dǎo)作用。
圖15 - 11給出了三種晶面的定義。
硅的腐蝕速率取決于溫度和濃度，在大約20% 重量百分比處存在腐蝕 速率的最大值，這個濃度通常被廣泛使用，因為在該濃度下的微小變化并不影響腐蝕速率。各向異性腐蝕允許對圖形的橫向尺寸進行良好的控制，但如果沒有其他的措施，腐蝕的深度只能用腐蝕時間來控制。通常薄細的結(jié)構(gòu)是由腐蝕整個圓片得來的，只留下一個圓片薄得多的薄膜或梁。在各向異性腐蝕中需要注意對凸角的補償，因為各向異性腐蝕在兩個(111) 面凹陷的角落處停止，然而凹陷的角落已被腐蝕 ，在腐蝕過程中，像(411) 這樣較高指數(shù)的平面就呈現(xiàn)出來，通常在腐蝕臺面由(111) 面約束的凸出的結(jié)構(gòu)時需要 這些。所以，必須防止凸出角的腐蝕，采取的措施是通過給掩模版一個適當(dāng)?shù)男问骄湍苓_到。
