硅片在HF/HNO/HO体系中酸腐蚀的研究

摘要

HF/HNO3/H2O 体系广泛应用于微电子加工及太阳能制绒过程，硅在此体系中的反应非常复杂而且反应速度比较难控制。本文主要研究了硅在此体系中的反应规律，并采用一种新型添加剂NH4F 用于控制反应速度。首先，研究了硅片在不同的温度下、不同配比的HF/HNO3酸溶液中腐蚀速度变化的规律。随着HF：HNO3比例的增加，反应速度先增加后减小。随着溶液温度的增加，反应速度迅速上升，而且反应中产生大量的热，导致溶液反应温度迅速上升，反应速度难以控制。在了解整体反应规律的基础上，选出一组反应速度较低的酸腐蚀溶液，加入水控制反应速度，研究硅片在此体系中的腐蚀反应过程，考察反应速度，反应后温度以及反应前后溶液中成分的变化。随着腐蚀反应的进行，可分五个反应阶段，反应速度随时间的变化规律是腐蚀生成热、体系与外界热交换及溶液中氟离子浓度共同作用的结果。随后，对整个腐蚀过程中硅片表面的形貌和反射率的变化进行了理论分析。研究了一种新型的添加剂氟化铵对HF/HNO3/H2O 体系中硅片的腐蚀反应的影响。当氟化铵的加入量比较小时，腐蚀速度增加，随着氟化铵加入量的增加，腐蚀速度降低，氟化铵能够很好的控制反应速度。另外我们还拍摄了腐蚀后硅片表面的SEM图，并测量了硅片表面的反射率，这些测试结果的基础上对氟化铵的影响进行了理论分析。