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引言
本文报道了1wt%氢氧化钾溶液中Si{100}湿蚀刻的蚀刻特性。蚀刻速率随着温度在90度以下的升高而逐渐增加 C. 接近沸温度（100℃）时蚀刻速率低于90℃ C. 在1wt%KOH溶液中的最大蚀刻速率约为1µm/min。研究发现，这个比率是切实可行的。然而，微金字塔出现在蚀刻的表面。作为硅各向异性湿法蚀刻的代表性蚀刻液， 使用氢氧化钾（KOH:毒物）或氢氧化四甲基铵（TMAH:毒物）水溶液。
这次，评价了使用1wt%KOH水溶液时的蚀刻速度及蚀刻表面外观，把握了加工特性的特征，因此进行报告。
实验
实验方法蚀刻装置是将蚀刻槽、加热器、温度计以及搅拌器的表面作为聚四氟乙烯材料，直接浸入液体中的构造。
通过该装置，可以将蚀刻液的温度控制调整到±0.2℃以内。作为试料，使用了将P型Si{100}晶圆切成1边1cm的四角形的小片。在芯片上，蚀刻部分形成了1边约1mm的四角形图案等。蚀刻前浸入1%HF水溶液中，除去表面的自然氧化膜。之后，进行了所希望的时间的蚀刻。蚀刻完成后，水洗，干燥，用激光显微镜评价蚀刻深度，用光学显微镜评价蚀刻表面外观。蚀刻液使用1wt%KOH水溶液，蚀刻温度设定在60～100℃的范围内。蚀刻时间设定为蚀刻深度为20µm以上。
图2显示了1wt%KOH水溶液中的蚀刻速度的温度依赖性。虽然蚀刻速度有偏差，但是到90℃为止，随着蚀刻温度的上升而增加。但是，在100℃（基本处于沸腾状态）下进行蚀刻时，蚀刻速度有下降的倾向。
图2 蚀刻温度对硅蚀刻速率
在图3中，关于蚀刻速度降低的100℃下的蚀刻数据，所以考虑到有其他的因素，在计算蚀刻的活性化能时将其排除在外。
图3降低蚀刻速度数据
蚀刻温度为60～90℃的蚀刻活化能， 计算出10.7（kJ/mol）。10重量%以上的KOH水溶液的活化能为50～60（kJ/mol）。 溶解时电子交换的过程是决定速度的反应限速（1）。在这次的1wt%KOH水溶液中， 活性化能的值比高浓度的要小， 可以认为，由于蚀刻反应物质不足等原因引起的扩散的影响也对速度产生了影响。
图4 这是在蚀刻温度80℃及100℃下的蚀刻表面的光学显微镜观察像。照片的黑色部分是蚀刻表面上出现的被称为微金字塔的凹凸。100℃的情况下，蚀刻面整体也会产生小的凹凸。 是充满了微金字塔的状态。在这里，微金字塔是指由于蚀刻的结晶各向异性而在表面产生的细微凹凸。
图5显示了微金字塔产生的主要原因。①微掩膜（气泡，杂质）的存在②深度方向{100}面的速度快③斜面{111}面的速度慢（几乎为零）④棱线部{110}面的速度慢的条件都具备的话，就会产生微金字塔。
微金字塔是由蚀刻速度小的{111}面构成的，因此作为100℃下蚀刻速度降低的原因，可以认为是微金字塔在蚀刻表面的一面产生的原因。
讨论和总结
这次，作为Si各向异性湿法蚀刻绿色工艺研究的一部分，我们评估了使用1wt%KOH水溶液时的蚀刻速度和蚀刻表面外观。
结果，当温度升高到90℃时，蚀刻速度增加，但当温度升高到100℃时，蚀刻速度降低。 另外，60~90℃蚀刻温度范围的蚀刻活化能为10kJ/mol左右，与使用高浓度KOH水溶液的蚀刻相比，我们认为它已经进入了扩散速率控制的区域。