电化学腐蚀速率受哪些因素影响？

影响硅单晶电化学腐蚀速度的因素有腐蚀液的成分、电极电位、缓冲剂、温度和搅拌，以及光照。

1.腐蚀液的成分的影响 腐蚀液的成分对腐蚀速度影响最大。硅单晶在HNO₃+HF溶液中的腐蚀速度，比在KOH或NaOH溶液中的腐蚀速度要大，而在纯HNO₃或纯HF溶液中的腐蚀速度却很小。其原因是在后两种情况下，电极反应不能充分顺利进行的缘故。若在纯HNO₃溶液中加入一滴HF，就可以明显地增加腐蚀速度。这是因为SiO₂与HF形成六氟硅酸水溶络合物，使负极反应得以顺利进行。在纯HF中加入一滴HNO₃，也可以大大提高腐蚀速度。因为加入的HNO₃可作为一种在正极易被还原的材料，使正极反应顺利进行。缺少电池反应中两个电极反应中任意一个，电化学腐蚀都不能顺利进行。

2.电极电位的影响 硅单晶在不同腐蚀液中，p型硅的电极电位比n型硅的高。电极电位高的构成正极，不受腐蚀。因此同一块单晶中若存在p区和n区，则n区优先受到腐蚀。

硅单晶的电极电位还与其中载流子含量、导电类型有关。一般对于n型硅来说，电阻率越低（即少数载流子空穴越低），电极电位越低。对于p型硅来说，电阻率越低（多数载流子空穴越高），电极电位越高。但是空穴浓度在10¹⁶/cm³以上时，电极电位几乎无大变化。所以p型重掺杂单晶断面上电极电位随电阻率变化起伏小。

3.缓冲剂的影响 缓冲剂一般是弱酸弱碱，例如CH₃COOH和NH₄OH等。在强酸或强碱溶液中加入一定的缓冲剂，就能起到调节酸度（H⁺）或碱度（OH^-）的作用。在HNO₃溶液中，H⁺含量较高，因为HNO₃几乎全部电离。但冰醋酸是弱酸，电离度较小。它的电离反应为

在HNO₃+CH₃COOH溶液中，虽因有HNO₃使H^+离子含量较高；但是加入CH₃COOH后，H^+与CH₃COO-离子作用生成CH₃COOH分子。因为CH₃COOH电离度小。因此在HNO₃和CH₃COOH混合酸中的H^+离子含量较低，这是受到缓冲剂调节的结果。硅单晶在酸性溶液中受电化学腐蚀的正极反应为

HNO₃+3H+→NO↑+2H₂O+3p（8-5）(www.xing528.com)

减少H^+离子含量使正极反应变慢，整个腐蚀速度也随之变慢，有利于组织显示。所以，在HF+HNO₃抛光液中加入一定量的冰醋酸，就可以使抛光速度变慢。

4.温度和搅拌的影响 腐蚀处理温度越高，腐蚀速度越快。但有时为了改善腐蚀表面质量，希望腐蚀速度变慢，可将温度调低一点。

搅拌可以加快物质的传递速度，使反应物及时离开，有利于反应的进行。没有搅拌时，物质依靠扩散传递，比较缓慢，对反应不利。在腐蚀过程中往往会在腐蚀面析出气体，而妨碍反应的进行，并使局部地点过热。为此，可以采用超声处理，加快气体析出，以改善腐蚀表面质量。

搅拌还能改善腐蚀液的择优性质。所谓择优性质，是指晶体的某些晶面优先受到腐蚀。因此当出现择优腐蚀时，腐蚀坑往往具有一定规则的几何形状。例如，硅单晶在CP₄（3份HF+5份HNO₃+3份CH₃COOH）腐蚀液中腐蚀时，若没有搅拌就会显示择优性，而在强烈搅拌时则不显示择优性。

5.光照的影响 在腐蚀处理时若加光照，半导体就在光照下发出电子和空穴对，而使载流子含量增加。这些电子和空穴正是电极反应所需要的，有利于微电池腐蚀。快速腐蚀时（如化学抛光），一般不受光照的影响，而慢速腐蚀时光照影响就比较大。慢速腐蚀用在缺陷显示上，此时加光照效果会更好一些。