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本研究采用各向同性濕化學(xué)蝕刻法改變高頻蝕刻劑濃度，研究了HF/HNO3/甲基羧基混合溶液中蝕刻時(shí)間對(duì)硅片的影響。研究的蝕刻時(shí)間為5分鐘至30分鐘，高頻蝕刻劑濃度在（20-24）wt%的范圍內(nèi)，結(jié)果表明，隨著刻蝕時(shí)間的延長，減重和刻蝕深度的變化單調(diào)增加。蝕刻速率然后通過減重和深度隨時(shí)間的變化來確定蝕刻速率，硅晶片的蝕刻速率隨時(shí)間降低，而高高頻濃度的蝕刻速率增大，通過光學(xué)顯微鏡下觀察到，蝕刻后對(duì)硅片表面進(jìn)行光滑拋光。
本研究采用不同濃度的高頻和硝酸蝕刻混合物，加入乙酸，研究了對(duì)硅片的化學(xué)蝕刻效應(yīng)。蝕刻劑混合物的濃度為（20%HF/65%硝酸、22%HF/65%硝酸、24%HF/65%硝酸），比例為1：1，濃度在（20-24）%范圍內(nèi)，分別采用分析半微平衡、數(shù)字微米、光學(xué)顯微鏡和x射線衍射儀(XRD)測定了硅片的總厚度減少和減重、蝕刻率、表面形貌和晶體結(jié)構(gòu)。主要目的是研究高頻的時(shí)間蝕刻濃度對(duì)總厚度耗散和減重量、蝕刻速率的影響，并研究蝕刻硅片的表面形貌和結(jié)晶度。
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圖1
使用的材料為HF、硝酸、醋酸和硅片，首先，將硅片浸入蝕刻劑混合物中，時(shí)間間隔為5分鐘至30分鐘，這取決于蝕刻劑的濃度,然后用蒸餾水清洗晶片，用空氣干燥后再進(jìn)行表征,采用了三種不同的HF蝕刻劑濃度，分別為20%、22%和24%，而其蝕刻劑濃度保持在65%。硅片被蝕刻至30分鐘，時(shí)間間隔為5分鐘。圖1和圖2分別顯示了現(xiàn)有樣品的總厚度減少和減重的變化,在24%HF蝕刻濃度下，硅片總厚度減少的變化最高為330μm，其次是22%HF和20%HF蝕刻濃度，總厚度減少分別為300μm和250μm。對(duì)于總減重的變化，24%HF蝕刻劑濃度也最高，為307.1mg，而22%HF和20%HF蝕刻劑濃度分別為274.3mg和257.1mg。因此，可以注意到，在蝕刻劑濃度中，24%HF下硅晶片總厚度減少和減重變化最高。
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圖2
此外，本樣品的總厚度減少和重量減輕的蝕刻率分別如圖3和圖4所示。從圖中所示看出，硅片的蝕刻速率隨著高頻蝕刻劑濃度的增加而增加，從圖中可以看出，在不同的高頻濃度下，產(chǎn)生了不同的硅晶片表面形貌，與蝕刻前相比，蝕刻的硅晶片表面平滑，通過證明晶徑變得更加均勻，這一觀察結(jié)果可能表明，拋光效率隨著高頻濃度和蝕刻時(shí)間的增加而提高，從而形成了一個(gè)光滑和均勻的表面。
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圖3
本樣品的晶體結(jié)構(gòu)是通過XRD測定所有高頻蝕刻濃度的，純硅和蝕刻硅片有兩個(gè)主要峰，這可能對(duì)應(yīng)于體平面和拋光硅表面的反射率。特別是，蝕刻硅的峰值強(qiáng)度高于純晶體硅，這可能表明在此典型濃度下，表面形成更光滑，晶格散射減少，從而有效捕獲光。此外，在蝕刻過程后，部分硅變成了二氧化硅，此外，隨著高頻濃度的增加，衍射圖中出現(xiàn)的兩個(gè)峰都略微移動(dòng)到較低的2θ值，這意味著硅中原子層的平面間距值更高。
從本研究中可以看出，在HF/HNO3/甲基羧基混合溶液中蝕刻后，對(duì)硅片具有靈活的實(shí)時(shí)可控的稀薄效果，隨著蝕刻時(shí)間和高頻濃度的增加，減厚率和減重率的增加而增加，本研究的結(jié)果可以參考生產(chǎn)一種可靠的、理想的硅薄晶片的重量和厚度，這對(duì)集成電路的制造至關(guān)重要。