干法蚀刻（dry etch）与湿法蚀刻（wet etch）原理(3）

 

图2 湿法刻蚀轮廓示意图

 

 

 

图3 “酒杯状”接触窗孔

 

硅刻蚀

单晶硅刻蚀用来形成相邻晶体管间的绝缘区，多晶硅刻蚀用于形成栅极和局部连线。硝酸（HNO3）和氢氟酸（HF）的混合液能为单晶和多晶硅进行等向性刻蚀。这个复杂的化学反应过程为：首先，硝酸使表面的硅氧化形成二氧化硅薄层，这样可以阻止氧化过程。然后HF和二氧化硅反应将二氧化硅溶解并暴露出下面的硅。硅接着又被硝酸氧化，然后氧化物又被HF刻蚀掉，这样的过程不断重复。其化学反应可表示为：

 

Si+2HNO3+6HF→H2SiF6+2HNO2+2H2O

 

氢氧化钾（KOH）、异丙醇（C3H8O）和水的混合物能选择性地向不同方向刻蚀单晶硅。如果在80～82℃时将23.4wt%的KOH、13.3wt%的C3H8O和63.3wt%的H2O混合在一起，则沿<100>平面的刻蚀速率比沿<111>平面的高100倍左右。图4中的V形沟槽就是通过这种非等向性单晶硅过程进行湿法刻蚀得到的。

 

图4 各向异性氢氧化钾硅刻蚀形成选择性外延SiGe PMOS源/漏