【導(dǎo)讀】濕刻就是濕法刻蝕，它是一種刻蝕方法，主要在較為平整的膜面上刻出絨面，從而增加光程，減少光的反射，刻蝕可用稀釋的鹽酸等。浸泡在腐蝕液內(nèi)進行腐蝕的技術(shù)。它是一種純化學(xué)刻蝕，具有優(yōu)良的選擇性，刻。蝕完當前薄膜就會停止，而不會損壞下面一層其他材料的薄膜。首先查看各種資料，掌握本課題相關(guān)的知。能電池片的影響。通過技術(shù)軟件分析，優(yōu)化工藝參數(shù)，得到最優(yōu)參數(shù)。

　　

【正文】 層厚度。對它的控制是很重要的， 腐蝕時間太短，氧化層未腐蝕干凈，影響擴散效果 (或電極接觸不良 )，腐蝕時間過長會造成邊緣側(cè)向腐蝕嚴重，使分辨率降低，圖形變壞，尤其是光刻膠膜的邊緣存在過渡區(qū)時，更易促使側(cè)蝕的進行。 硅的刻蝕 在半導(dǎo)體制造過程中，硅的重要性和普及性是其它材料所不能比擬的，所以，對于硅的蝕刻方法，也是當前人們討論的重點。硅的去除可以使用硝酸與氫氟酸的混合溶液來進行，其原理是先利用硝酸將材質(zhì)表層的硅氧化成二氧化硅，然后用氫氟酸把生成的二氧化硅層溶解并除去，其反應(yīng)方程式如下： Si + HNO3 + 6HF = H2SiF6 + HNO3 + H2 + H2O 隨著當前技術(shù)的發(fā)展，對于蝕刻深度和蝕刻寬度的要求越來越精確，所以，人們除了尋找更好的新蝕刻溶液之外，還常采取加人緩沖劑來抑制組分的解離的辦法。其中，比較常用的緩沖溶劑就是醋酸。在硝酸和氫氟酸的混合溶液中加入 20 醋酸之后，混合溶液實際上成為了 H2NO3HFCH3COOH和水的四組分體系，而各種配比的這種四組分體系的蝕刻溶液都比單純的． HNO3HF溶液蝕刻出的硅片表面光滑平整。 至于蝕刻反應(yīng)速率的調(diào)整，則可以借由改變硝酸和氫氟酸的配比再配合 緩沖溶劑的添加或者是水的稀釋來 控制。此外，我們也可以使用含 KOH的溶液進行刻蝕， OH蝕刻溶液常用 KOH、 H2O和 (CH3)2CHOH的混合液，硅在 KOH系統(tǒng)中的蝕刻機制反應(yīng)式如下： KOH + H2O = K+ + 2OH + H+ Si + 2OH + 4H2O = Si(OH)62 + 2H2 即首先將硅氧化成含水的硅化物。其絡(luò)合反應(yīng)可以用如下式子進行表示： Si(OH)62 + 6 (CH3)2CHOH = [Si(OCH3H7)6]2 + 6H2O 由上述反應(yīng)方程式可以得知，首先， KOH將硅氧化成含水的硅化合物，然后與異丙酸反應(yīng)，形成可溶性的硅絡(luò)合物，這種絡(luò)合物不斷離開硅的表面，水的作用是為氧化過程中提供 OH。 21 第六章 刻蝕技術(shù)新進展 四甲基氫氧化銨 (TMAH)濕法刻蝕 無機刻蝕液一般都含有金屬離子，比如 KOH的 K+， NaOH的 Na+， LiOH的Li+等，這些金屬離子對器件是非常有害的，因此有機刻蝕液稱為人們關(guān)注的焦點。其中， EPW{乙二胺 [NH2(CH2)2NH2]、鄰苯二酚 [C6H4(OH)2]和水 (H2O)的簡稱 )刻蝕特性雖然優(yōu)秀，但是它具有劇毒，對人的身體有害；而且刻蝕特性對溫度有很強的依賴性；刻蝕液中的痕量成分對刻蝕液具有很大的影響。 與之相對比，四甲基氫氧化銨 MAH( tetramethylammonium hydroxide )具有刻硅速率高、晶向選擇性好、低毒性和對 CMOS工藝的兼容性好等優(yōu)點，而成為常用的刻蝕劑；另一方面， TMAH價格高，并且在刻蝕過程中會形成表面小丘，影響表面光滑性。因此對 TMAH的研究主要集中在如何通過改變或調(diào)整 TMAH刻蝕成分的 配比來改變刻蝕特性。 有研究表明：刻蝕硅時，當 TMAH濃度在 5％的時候，刻蝕表面有大量小丘(hillock)出現(xiàn)，隨著濃度的不斷增加，小丘的密度逐步降低，當濃度超過 22％時，可以得到光滑的刻蝕表面。 刻蝕速率隨著溫度的升高而增加，在溫度低于 80℃時，速率不超過 1um／min；同時，刻蝕速率隨著 TMAH的濃度增加而降低，在溫度為 90℃，濃度為 5％的 TMAH刻蝕硅 (100)的速率接近 ／ min，當濃度增加到 22％，刻蝕速率降低到 ／ min，在濃度為 40％時，刻蝕速率降低至不到 ／ min。因此，要獲得光滑的刻蝕表面，要求的濃度增加與刻蝕速度隨濃度降低形成一對矛盾。 但是，在 TMAH中添加硅酸 (H2SiO3)和過硫酸銨 [(NH4)2S2O8]或 IPA，通過添加劑的強氧化作用，促使小丘不能形成，從而獲得光滑的刻蝕表面。在添加強氧化劑后，可以獲得光滑的刻蝕表面。 6． 2 軟刻蝕 “軟刻蝕”是相對于微制造領(lǐng)域中占據(jù)主導(dǎo)地位的刻蝕而言的微圖形轉(zhuǎn)移和微制造的新方法，總的思路就是把用昂貴設(shè)備生成的微圖形通過中間介質(zhì)進行簡便而又精確地復(fù)制，提高微制作的效率，包括微接觸印刷，毛細微模塑，溶劑輔助的微模塑，轉(zhuǎn) 移微模塑，微模塑，近場光刻蝕等。這些方法工藝簡單，對實驗室條件要求不高，又能在曲面上進行操作，甚至可制備三維的立體圖形。以哈佛大學(xué) Whitesides教授研究組為主的多個研究集體發(fā)展了相關(guān)技術(shù)，包括微接觸印刷，毛細微模塑，溶劑輔助的微模塑，轉(zhuǎn)移微模塑，微模塑，近場光刻蝕，并正式提出了“軟刻蝕”這樣的名稱。 軟刻蝕一般是通過表面復(fù)制有細微結(jié)構(gòu)的彈性印章 (或印模 )來轉(zhuǎn)移圖形。其方法有用烷基硫醇“墨水”在金表面印刷，將印模作為模具直接進行模塑，將印模作為光掩模進行光刻蝕等，過程簡單，效率高。軟刻蝕不但可在平面上 制造圖 22 形，也可以轉(zhuǎn)移圖形到曲面表面。它還可以對圖形表面的化學(xué)性質(zhì)加以控制，方便地產(chǎn)生具有特定官能團的圖形表面。軟刻蝕還能復(fù)制三維的圖形，精細程度達100nm以下，彌補了光刻蝕方法的不足。軟刻蝕技術(shù)的核心是圖形轉(zhuǎn)移元件 ——彈性印章。制作印章的最佳聚合物是聚二甲基硅氧烷 (PDMS)，先用光刻蝕法在基片上刻出精細圖形，在其上澆鑄 PDMS，固化剝離得到表面復(fù)制精細圖形的彈性印章 (圖 620)。它化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定、柔軟，與其它材料不粘連。在曲面上復(fù)制微圖形，甚至在凸透鏡的表面模塑出了類似蜻蜒復(fù)眼式的眾多微凸透鏡，也源于PDMS優(yōu)良的彈性。 終點檢測 干法刻蝕不像濕法刻蝕有很高的選擇比，過渡的刻蝕可能會損傷下一層的材料，因此刻蝕時間就必須準確無誤的掌握。另外，機器的情況稍微改變，如氣體流量、溫度、晶片上的材料的差異等，都會影響刻蝕時間的控制，因此必須經(jīng)常檢查刻蝕速率的變化，以確?？涛g的再現(xiàn)性。使用終點檢測器可以計算出刻蝕結(jié)果的正確時間，進而準確的控制刻蝕時問，以確保多次刻蝕的再現(xiàn)性。常見的終點檢測設(shè)備有三種：光學(xué)放射頻譜分析 (optical emission spectroscopy，簡稱 OES)，激光干涉測量 (laser interferometry)，質(zhì)譜分析 (mass spectroscopy)。 光學(xué)放射頻譜分析是利用檢測等離子體中某種波長的光線強度變化來達到終點檢測的目的。要檢測的光線的激發(fā)是由于等離子體中的原子或分子被電子激發(fā)到某種激發(fā)態(tài) (excited state)在返回到低能量狀態(tài)時的變化。 此光線可由刻蝕腔壁上的開窗觀測，不同原子激發(fā)的光線波長不同，光線強度的變化反應(yīng)了等離子體中原子有分子濃度的變化。檢測波長的方法有兩種：一是反應(yīng)物在刻蝕終點時光線強度增加；一是反應(yīng)物在刻蝕 終點時光線強度減少。 光學(xué)放射頻譜分析是最常用的終點檢測器，因為它很容易地加在刻蝕設(shè)備上面而 不影響刻蝕的進行，并且可對反應(yīng)的微小變化作出反應(yīng)，還可以提供有關(guān)刻蝕反應(yīng)過程中許多有用的信息。另一方面，它也有一些缺點和限制：一是光線強調(diào)正比刻蝕速率，所以對刻蝕速率較慢的刻蝕而言變得難以檢測；另外，當刻蝕面積很小時，信號強度不足而使終點檢測失敗，如 SiO2接觸窗的刻蝕。 激光干涉測量使檢測透明的薄膜厚度變化，停止時即是刻蝕終點。而厚度的測量是利用激光垂直射人透明薄膜，射人薄膜前被反射的光線 和穿透薄膜后被下層材料反射的光線發(fā)生干涉，當薄膜的反射率 (n)，入射激光的波長 (λ )及薄膜厚度 (d)符合下列條件： d = λ／ 2n 此時形成的干涉加強，接收到的信號有一最大值。反之則因為干涉相消，信號有一最小值。另外每刻蝕 d，就有一最大值出現(xiàn)。圖 616是一個激光干涉測量圖形，激光波長是 ，被刻蝕材料是 SiO2，箭頭所指是刻蝕終點，測量所得時間，可獲得即時的刻蝕速率。 23 激光干涉測量的一些限制： ①激光光束要聚焦在晶片的被刻蝕區(qū)，且區(qū)域的面積應(yīng)足夠 大； ②光束要對準在該區(qū)域上，因而增加了設(shè)備和晶片的設(shè)計； ③被激光照射的區(qū)域溫度升高影響刻蝕速率，造成刻蝕速率與不受激光照射區(qū)域的不同； ④如果被刻蝕的表面粗糙不平，則所測得的信號將很弱。 質(zhì)譜分析法是利用刻蝕腔壁上的洞來對等離子體中的物質(zhì)成分進行取樣，取得的中性粒子被電子束電離成離子，所得的離子在經(jīng)過電磁場而偏折，不同質(zhì)量的離子偏折程度不同，因而可把離子分開，不同的離子可借助改變電磁場而收集到。當在終點檢測時，將電磁場固定在要觀測或分析所需要的電磁場，觀測計數(shù)的連續(xù)變化即可得知刻蝕 終點。質(zhì)譜分析法的限制： ①部分物質(zhì)的質(zhì)量／電荷比一樣，如 N CO、 Si等，使得檢測同時擁有這些成分的刻蝕時無法判斷刻蝕是否完成； ②從空腔洞取樣的結(jié)果左右刻蝕終點的檢測； ③設(shè)備不容易安裝到各種刻蝕機上。 24 參考文獻 [1]李俊峰，中國光伏發(fā)電商業(yè)化發(fā)展報告，中國環(huán)境科學(xué)出版社， 2021 [2]太陽電池用氮化硅薄膜及氫鈍化研究，王曉泉 . [D]浙江大學(xué) , 2021 [3]劉森元，太陽能熱利用的理論基礎(chǔ)，中國太陽能學(xué)會 [4]半導(dǎo)體薄膜技術(shù)與物理 ， [D]葉志鎮(zhèn) /浙江大學(xué)出版社 。2021 [5]（澳）格林，太陽電池，電子工業(yè)出版社， 1987 [6]趙富鑫、魏彥章，太陽電池及其應(yīng)用，國防工業(yè)出版所， 1985 [7]郭延瑋、李安定等，太陽能的利用與前景，科學(xué)普及出版社， 1984 [8]上海矽裕電子科技有限公司，濕法工藝 ， 上海工業(yè)出版社， 1990 [9] 庫特勒自動化有限公司， 庫特勒蝕刻機說明書 2021 [10]寧鐸，高繼春， 發(fā)展太陽能光伏發(fā)電的意義及前景， 2021 [11]龐國軍 讓中國的太陽能服務(wù)世界 ， 2021 [12]寧建華，太陽能世界 ， 2021 25 致謝 致謝在蘇州市職業(yè)大學(xué)近三年的時間里，我在學(xué)習(xí)和其它各方面均受益于各位老師。特別是我的班主任孫洪老師，她深厚廣博的學(xué)識，親切誠摯的師長風(fēng)范，平易近人的人格魅力給我留下了難忘的印象，也將成為 激勵我前進的精神力量。本文始終在老師悉心指導(dǎo)和幫助下完成的，他為此傾注了大量的心血。在此表達我深深的感激與敬意，并祝孫老師身體健康，全家幸福。 同時，本次論文能夠順利完成，也離不開各位同學(xué)和同事的幫助。在平時遇到的大小問題，因為能和大家一起探討，在學(xué)習(xí)的過程中讓自己受益匪淺。也正是有了同學(xué)和同事在各方面的支持，才能讓這次論文順利完成。感謝大家！