腐蚀技术在半导体制备中的应用

电化学腐蚀在半导体技术中的应用有三个方面：半导体材料及器皿、用具的清洗；显示缺陷；将表面抛光成镜面。

1.半导体材料及器皿、用具的清洗 化学清洗在半导体技术中应用十分广泛。在化学清洗中常用的有各种无机酸、氧化剂及各种络合剂等。例如，盐酸、硫酸、硝酸、氢氟酸，以及用盐酸和硝酸配制的王水、重铬酸钾、双氧水、氟化氢铵、氨水等。其作用如下：

1）利用盐酸的强酸性和强腐蚀性，来解脱硅和器具表面沾污的杂质，使之生成可溶盐类（氯化物），然后可用大量水冲洗干净。

2）利用浓硫酸的强氧化性和强酸性，来解脱吸附在被清洗物表面的金属和无机物杂质，以及利用它很强的脱水碳化作用，来除掉表面上的各种有机物沾污。

3）利用硝酸的强氧化性和强酸性，使沾附在表面的杂质与它反应，生成可溶性硝酸盐，然后可用大量水冲洗。

4）利用重铬酸钾和浓硫酸配制成的铬酸洗液，清洗玻璃、石英器皿和金属用具，去污效果很好。

5）利用双氧水在酸性和碱性溶液中具有的强氧化性，来清除各种有机和无机杂质。

6）利用络合剂化合物中的卤离子与表面沾污的金属杂质形成可溶性的络合离子，然后可用大量水冲洗。

2.显示晶体缺陷

1）晶体缺陷附近原子排列无序、晶格畸变、应变较大。在化学腐蚀时，微电池在这些地方作用比较强烈，优先受到腐蚀，形成对应的腐蚀坑。(www.xing528.com)

2）晶体杂质微分凝作用，引起电阻率条纹上出现电极电位的差别，构成了微电池，从而产生腐蚀条纹。腐蚀条纹反映了生长前沿的形状。

3.将表面抛光成镜面 在单晶腐蚀处理显露出晶体缺陷之前，要将单晶表面研磨平整。研磨后的表面存在机械损伤层，直接去腐蚀就想显露出晶体缺陷是做不到的，因为这时的机械损伤层会产生大量的腐蚀坑，这些腐蚀坑与单晶中的晶体缺陷没有关系。因此，应将机械损伤层去掉，再把它抛光成镜面，然后再进行腐蚀，才能把晶体缺陷显露出来。半导体单晶受腐蚀时，表面究竟抛光面还是腐蚀坑，要加以判别。

图8-3示出腐蚀坑形成时的三个速度。形成腐蚀坑时，对某一个坑的形成有三个速度；v_c代表整个表面均匀剥蚀的速度；v_s代表腐蚀坑边缘扩大的速度；v_d代表坑底加深的速度。根据以上三个速度之间的关系，便可以确定属于何种情况：

1）当v_s＞v_d﹥﹥v_c时，形成腐蚀坑，显露出单晶中的晶体缺陷。

图8-3 腐蚀坑形成时的三个速度

2）当v_c﹥﹥v_s＞v_d时，不能形成腐蚀坑，而是抛光成镜面。

用化学腐蚀法显示晶体缺陷时，总是希望整个表面的速度慢些，而与晶体缺陷相对应的蚀坑的腐蚀速度，包括坑壁扩大速度和坑底的加深速度快些，两种速度差越大越有利于显露晶体缺陷。