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本文研究了在氫氧化鉀、EDP等各向異性蝕刻溶液中，在這些溶液中，蝕刻速率強(qiáng)烈依賴于硅單晶的晶體取向，關(guān)于實(shí)驗(yàn)結(jié)果的廣泛討論可以找到，使用晶體生長(zhǎng)速率的模型來(lái)尋找各向異性的起源，這一觀點(diǎn)對(duì)蝕刻速率圖的一些細(xì)節(jié)有影響，這將在這里進(jìn)行探索，并與獲得的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行比較。

平面通?？梢詮木w學(xué)中發(fā)現(xiàn)，然而在金剛石晶格中，其他的表面可以是平坦的，因?yàn)轭~外的表面效應(yīng)，如吸附和表面重建，至少在室溫下蝕刻氫氧化鈉時(shí)是這樣。

如果溶液中存在大分子，最小值會(huì)變得更加明顯(在EDP和在溶液中加入IPA時(shí))，也許這些分子在h110i取向的硅表面上連接了平行運(yùn)行的鍵鏈，穩(wěn)定了硅表面，并在h110i上產(chǎn)生非零階躍自由能，在溫度的依賴性中，沒(méi)有成核勢(shì)壘，步速僅由化學(xué)反應(yīng)速率和沿表面和體積的輸運(yùn)給出，Sih111i蝕刻速率的活化能與速度步的活化能的差產(chǎn)生成核勢(shì)壘的高度1G。

如果步驟之間的距離變得很寬，即如果2變得非常小，這種依賴性就會(huì)改變，最終，步驟間的核密度變得非常大，導(dǎo)致取向錯(cuò)位導(dǎo)致的步驟總步驟長(zhǎng)度小于成核導(dǎo)致的步驟長(zhǎng)度。

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圖3

此情況如圖3所示,在上部在這些步驟之間有一個(gè)原子核,左邊的兩步通過(guò)運(yùn)動(dòng)發(fā)生碰撞，相互湮滅,原子核的存在只會(huì)在很短的時(shí)間內(nèi)改變步數(shù),如果有更多的原子核，成核速率與取向無(wú)關(guān),在接近h111i時(shí)，蝕刻速率并不依賴于取向,當(dāng)2變得足夠大時(shí)，方向錯(cuò)誤步驟接管，蝕刻速率隨sin2而變化。

平坦部分寬度的溫度依賴性應(yīng)遠(yuǎn)小于蝕刻速率本身的溫度依賴性,實(shí)驗(yàn)測(cè)定了2c的溫度變化，直接給出了臨界核的自由能,在圖4中，我們重新繪制了他的研究結(jié)果。

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圖4

使用步驟和成核的概念的方法在理解硅的各向異性蝕刻方面是相當(dāng)強(qiáng)大的,然而期望一個(gè)至少3ev的大的驅(qū)動(dòng)力與臨界核的一個(gè)小的自由能相沖突的問(wèn)題，值得進(jìn)一步研究,如果1μ=3eV，則經(jīng)典的成核圖是錯(cuò)誤的，至少必須進(jìn)行修改。

總之，我們用這張簡(jiǎn)單的圖片解釋了硅蝕刻速率接近h111i取向的特殊角變化，通過(guò)來(lái)自競(jìng)爭(zhēng)來(lái)源的步驟的相互作用,取向錯(cuò)位和自發(fā)成核,分析表明，蝕刻速率平面部分寬度與方向的溫度依賴關(guān)系直接給出了成核的活化能，在簡(jiǎn)單的二維成核圖中，等于臨界核的能量。在定向錯(cuò)誤主導(dǎo)的步驟（蝕刻速率與角度成比例）和主要來(lái)自成核的步驟（平坦部分）中，活化能會(huì)急劇增加,角的變化對(duì)于確定真實(shí)的h111i蝕刻速率及其對(duì)溫度的依賴性，對(duì)晶片取向提出了很大的要求。