Silisyòm (SI) se yon materyèl debaz nan endistri a semi -conducteurs, ak teknoloji pwosesis li yo se kritik nan devlopman nan mikwo -elektwonik ak sistèm microelectromekanik (MEMS). Nan pwosesis la nan Silisyòm, teknoloji grave se youn nan etap sa yo kle yo reyalize konplèks mikwo-nano estrikti. Sepandan, pousantaj la grave nan Silisyòm se pa inifòm, men trè depann sou oryantasyon an nan kristal la (direksyon kristal). Sa a depandans oryantasyon kristal se yon rezilta dirèk nan diferans ki genyen nan dansite a aranjman ak oryantasyon kosyon chimik nan atòm Silisyòm sou avyon kristal diferan. Atik sa a pral diskite an detay relasyon ki genyen ant Silisyòm grave pousantaj ak oryantasyon kristal, ak analize aplikasyon pratik li yo nan mikwo-nano pwosesis.
Estrikti kristal Silisyòm ak oryantasyon kristal
Silisyòm se yon kristal ak yon estrikti dyaman, ak aranjman atomik li yo montre diferans enpòtan sou avyon diferan kristal. Avyon kristal komen yo enkli (100), (110) ak (111) avyon.
(100) Crystal avyon: aranjman atomik la se relativman ki lach, ak lyezon yo chimik yo plis ekspoze.
(110) Crystal avyon: dansite atomik la se ant (100) ak (111).
(111) Crystal avyon: aranjman atomik la se pi kontra a, ak lyezon chimik yo difisil yo dwe atake pa etchant la.
Diferans ki genyen nan aranjman atomik sa yo avyon kristal dirèkteman afekte pousantaj la grave, fè konpòtman an grave nan avyon kristal diferan montre anisotropi enpòtan.
Depandans oryantasyon kristal nan grave grave
Mouye grave se youn nan teknik yo souvan itilize nan pwosesis Silisyòm, espesyalman nan anisotropik grave. Souvan itilize etchant yo gen ladan solisyon asid tankou KOH (idwoksid potasyòm) ak TMAH (tetramethylammonium idroksid). Pousantaj yo grave nan avyon kristal diferan varye anpil:
(100) Crystal avyon: Akòz aranjman ki lach nan atòm yo, pousantaj la grave se pi rapid la.
(110) Crystal avyon: pousantaj la grave se pi vit, men yon ti kras pi ba pase (100) avyon an.
(111) Crystal avyon: Akòz aranjman an fèmen nan atòm, pousantaj la grave se pi dousman an
Pou egzanp, nan solisyon KOH, rapò a pousantaj grave se nòmalman (100) :( 110) :( 111)=400: 600: 1. Sa a pwopriyete anisotropik pèmèt mouye grave yo jisteman kontwole mòfoloji nan estrikti sou gato Silisyòm.
Depandans oryantasyon kristal nan grave sèk
Grenn sèk (tankou plasma grave ak gwo twou san fon reyaktif ion grave) anjeneral montre pi fò anisotropi, men depandans oryantasyon kristal li yo se pi fèb. Sèk grave sitou reyalize retire materyèl pa konbine bonbadman fizik ak reyaksyon chimik, se konsa enfliyans nan oryantasyon kristal se sitou reflete nan kontwòl la nan mòfoloji flan.
Faktè kle ki afekte pousantaj Silisyòm grave
Anplis de oryantasyon kristal, se Silisyòm grave pousantaj tou ki afekte pa faktè sa yo:
Tanperati: ogmante tanperati a jeneralman vitès moute reyaksyon an grave, men rapò a nan pousantaj grave pou chak plan kristal rete relativman ki estab.
Konsantrasyon etchant: konsantrasyon segondè nan etchants (tankou KOH) ka amelyore anisotropi, pandan y ap konsantrasyon ki ba ka diminye selectivite.
Ka konsantrasyon dopan: pousantaj la grave nan silikon lou doped (tankou p ++ kalite) ka siyifikativman redwi, e menm elèktrochimik kanpe kapab reyalize.
