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概述
氢氧化钾是一种湿法蚀刻,优先在< 100 >平面侵蚀硅,产生特征性的各向异性垂直蚀刻,侧壁与表面形成54.7°角(与法线成35.3°)。该蚀刻工艺与砷、磷和锑的掺杂浓度无关。对于硼,在高掺杂浓度下< 110 >蚀刻速率迅速下降。这是一个一级流程,需要基本的INRF安全认证。危险化学品的使用要求用户不得单独执行该过程。
所需时间
对于40米蚀刻,氢氧化钾工艺通常需要1小时:20分钟的准备时间,然后是40分钟的蚀刻。光刻和反应离子蚀刻需要额外的时间。
所需材料
o 100个带有热生长氧化物或氮化物层的硅片(~ 2000–3000)o KOH颗粒(可从化学商店获得)o玻璃容器o温度计o热板
准备
戴上防护性丁腈手套和眼睛保护装置。按照以下方式制备新鲜氢氧化钾溶液。将1份氢氧化钾颗粒(按重量)称量到塑料烧杯中。加入2份去离子水。例如,使用100克氢氧化钾和200毫升水。在温暖的表面混合,直到氢氧化钾溶解。向溶液中加入40毫升异丙醇。异丙醇增加了蚀刻中的各向异性。储存在标有“30%氢氧化钾溶液”的塑料瓶中,然后加上你的名字、日期和靶器官标签。
氢氧化钾配方(30%)
在温暖的表面上混合70克氢氧化钾颗粒和190毫升去离子水,直到氢氧化钾完全溶解。o加入40毫升异丙醇
氢氧化钾蚀刻需要二氧化硅或氮化硅的“硬掩模”(氮化物是优选的,因为氧化物被氢氧化钾缓慢蚀刻)。制作硬掩膜的细节可以在其他文档中找到。基本方法如下。从硅1-0-0抛光晶片开始。用光刻胶清洗晶片和图案。使用反应离子蚀刻(RIE)系统蚀刻暴露的氧化物或氮化物表面。对于氧化物,推荐的化学成分是CHF3和O2或CF4和O2.蚀刻至硅暴露(发亮);通常每1000片5分钟。
用丙酮冲洗晶圆,去除残留的光刻胶。用去离子水冲洗,然后吹干。
程序
将氢氧化钾溶液放入玻璃容器中,并在热板上加热至80℃。如果需要,使用搅拌器搅拌溶液。将图案化的晶片(带有图案化的硬掩模)放入氢氧化钾溶液中。当蚀刻发生时,氢氧化钾会在暴露的硅位置起泡。80℃下30%氢氧化钾的蚀刻速率应为约1微米/分钟。
清洁
将蚀刻剂置于贴有INRF标签的废物容器中。用清水冲洗所有实验室器皿三次。
极少量(小于30毫升):用冷水稀释氢氧化钾,然后用少量盐酸中和。如果酸碱度低于12.5,你可以将溶液倒入排水管,用大量冷水冲洗。
安全和应急
必须遵守所有INRF安全和程序规定。使用氢氧化钾需要洁净室中至少有一个其他人(伙伴系统)。氢氧化钾应在层流工作台处理,使用丁腈手套和眼睛保护装置。任何小的溢出物都应立即用抹布擦干。将抹布放入腐蚀性废物容器中。请勿将蚀刻剂留在热板上无人看管。
如果接触皮肤或眼睛,立即用水冲洗15分钟。脱掉所有暴露的衣服,用水冲洗。向INRF员工报告或向环境健康和安全部门报告。立即就医。
如果发生大量泄漏,遵循INRF化学泄漏标准操作程序。