在前面兩篇文章中，我們針對(duì)硅晶體結(jié)構(gòu)及硅晶體各向異性腐蝕的原理進(jìn)行了分析，然而在實(shí)際的硅腐蝕工藝中，硅濕法腐蝕的影響因素很多，如：硅片的質(zhì)量（晶向偏差，晶體缺陷等）、溫度、攪拌、圖形尺寸（即狹縫效應(yīng)）、腐蝕劑濃度、添加劑、表面缺陷等等。

硅的濕法腐蝕在選擇腐蝕工藝和腐蝕劑時(shí)，除去選擇合適的硅片外，還需要考慮諸多因素的影響（如濃度、時(shí)間、溫度、攪拌等），需考慮以下幾方面的問(wèn)題：

（1）腐蝕速率。較高的腐蝕速率將有效地縮短腐蝕時(shí)間，但所得到的腐蝕表

面較粗糙。

（2）腐蝕選擇性。選擇性是指要腐蝕的材料的腐蝕速率與不希望腐蝕的材料

（如掩膜）的腐蝕速率的比率。一般選擇氮化硅作為掩膜。

（3）腐蝕均勻性。在硅腐蝕表面各處，腐蝕速率常常不相等，造成腐蝕表面

出現(xiàn)起伏等，腐蝕尺寸比較大時(shí)表現(xiàn)尤為明顯。這與腐蝕液濃度有關(guān)，反應(yīng)槽中

腐蝕液的濃度一直在變，并且各處濃度難保持一致性。

（5）腐蝕表面粗糙度。不同的腐蝕方法和腐蝕劑將得到不同程度的表面粗糙

度，它與腐蝕液、腐蝕速率等密切相關(guān)。

那么在實(shí)際硅腐蝕的加工過(guò)程中如何調(diào)控想要的目標(biāo)呢？我們針對(duì)各晶面的腐蝕速率，腐蝕表面的粗糙度進(jìn)行了測(cè)量和分析。圖1給出了（100）晶面的腐蝕速率，由圖可見(jiàn)，不同氫氧化鉀濃度下的腐蝕速率皆隨著溫度的增大而升高。在 KOH 濃度小于 30%的時(shí)候，腐蝕速率減小的較小。而當(dāng) KOH濃度大于 30%的時(shí)候，特別是達(dá)到50%的時(shí)候，腐蝕速率減小的很多。由此可知，如果要求比較高的腐蝕速率，KOH的濃度應(yīng)當(dāng)在30%左右。另外，在溫度為 60℃的時(shí)候，各種濃度下的腐蝕速率均在 0.5μm/min左右，通過(guò)控制時(shí)間可以良好的控制腐蝕深度，可以用此條件制備高精度的結(jié)構(gòu)；

圖1

圖2給出了（111）晶面的腐蝕速率，由圖可見(jiàn)，（111）面的硅腐蝕速率同樣隨著溫度的升高而增大，也是在 KOH 濃度為 30%的時(shí)候，各種溫度下的腐蝕速率均基本達(dá)到最大。但是從整體的腐蝕速率來(lái)看，在 KOH 濃度為 30%，溫度為 110℃時(shí)，達(dá)到的最大的腐蝕速率僅僅 0.043μm/min，腐蝕速率非常低，但是該速率對(duì)于一些倒棱臺(tái)的腐蝕精度控制是非常有益的，通過(guò)該方法控制腐蝕的精度可以達(dá)到±1μm。

圖2

圖3給出了30%氫氧化鉀濃度下腐蝕速率隨時(shí)間的變化。由圖可見(jiàn)，隨著時(shí)間的推進(jìn)，各溫度下的腐蝕速率都有下降的趨勢(shì)，在 110℃時(shí)更為明顯。在 100℃以下時(shí)，隨著反應(yīng)的進(jìn)行，KOH 溶液中溶質(zhì)不斷減少，而溶劑變化不大，所以溶液濃度在不斷下降，從而導(dǎo)致腐蝕速率下降。而在100℃以上時(shí)，情況則剛好相反。這時(shí)，溶劑會(huì)因?yàn)闇囟容^高而蒸發(fā)較快，導(dǎo)致溶液濃度在不斷上升，并且在高溫下，表面硅原子與 KOH 反應(yīng)過(guò)快，會(huì)使得中間產(chǎn)物 Si(OH)₄ 來(lái)不及轉(zhuǎn)移而貼附在硅原子表面，如果堆積過(guò)多，將會(huì)發(fā)生聚合反應(yīng)，生成不溶于水的K₂SiO₃ 化合物殘留在硅表面，從而導(dǎo)致腐蝕速率下降。

圖3

圖4給出了不同條件下腐蝕硅后的表面粗糙度，圖左為在80℃的溫度下，30%氫氧化鉀腐蝕后的表面，圖右為在80℃下，25%氫氧化鉀腐蝕后的表面。這與上述結(jié)論相符合，30%氫氧化鉀腐蝕速率快，表面粗糙，25%氫氧化鉀腐蝕速率相對(duì)慢，表面變光滑。

圖4

除了以上調(diào)節(jié)腐蝕參數(shù)的條件外，還需對(duì)腐蝕的過(guò)程進(jìn)行控制。例如，加入超聲或者攪拌，這會(huì)有益于氫氧化鉀與硅的反應(yīng)產(chǎn)物擴(kuò)散更快，從而極大保證的片內(nèi)和片間反應(yīng)濃度，增加腐蝕的均勻性。