Két elméletek szilícium önálló oldódási - studopediya
Alapjai elektronikai alkatrészek technológia
Lectures 2-3. Fizikai-kémiai módszerek felületkezelés
1. kémiai maratás szilícium
2. kinetikája szilícium maratás
3. Két szilícium self-kioldódási elmélet
4. A függőség maratás mértéke a tulajdonságok
felhasznált anyagok
5. Kémiai és dinamikus polírozás
6. Öblítés a lemezeket vízben
A maratási eljárás többlépcsős: reaktáns megközelíteni az ostya felülete, adszorbeált, kezdje szilícium kémiai kölcsönhatás. A kapott terméket a reakció kell, viszont kiválnak a felületre, majd ki az oldat térfogatával.
A maratás ideje az összege bekövetkeztének időpontját egyes szakaszok. És ha bármely szakaszában a leghosszabb, ez fogja meghatározni (határ) a teljes maratás. A kezdeti időpontjában a marató anyagot koncentráció a teljes térfogatát azonos. Azonban, egy idő után, hogy a megoldás részét képezik, amely közel van a szilícium felületét, kölcsönhatásba lép velük. molekulák marató koncentráció szilícium felületét, mivel a kémiai reakció csökken, úgy, hogy egy réteg kimerült marató anyagot molekulák koncentrációja C ¢. A további reakció szükséges, hogy a térfogata marató anyagot, amelyben a koncentráció C-molekula marató elérte a szilícium felületen. Szállítás molekulák a nagy részét a marató anyagot, hogy az ostya felülete - diffúziós folyamat, a sebesség, amely egyenlő
ahol KD - diffúziós koefficiense a molekulák a marató anyagot.
Eleinte, amikor a koncentrációja a marató anyagot mindenhol ugyanaz, a szilícium-maratási sebesség maximális és egyenlő
ahol kp - sebességi állandója a kémiai reakció; E - aktiválási energiája a maratási eljárás; k - a Boltzmann állandó; T - a hőmérséklet. Nyilvánvaló, hogy a kémiai reakció sebessége lényegében független hőmérséklet és aktiválási energia. Ha a felület a félvezető energetikailag homogén, például kimenetek a diszlokációk vagy egyéb hibák, akkor az ilyen helyeken az aktiválási energia is szignifikánsan kevésbé maratási sebesség nagyobb etch válik szelektív.
Miután egy bizonyos ideig való diffúziójával reaktáns
felületi kémiai reakció sebessége azonossá válnak:
Ezután a maratási sebesség határozható meg, az alábbiak szerint:
Character szilícium maratás fajtájától függ a maratás a leglassabb lépéseket: diffúziója a reaktáns a felületet vagy kémiai reakció. Sebességek az egyes lépéseket határozza meg az értékeket egység diffúziós sebességet KD vagy kémiai reakció kp exp (-E / kT).
A maratási sebesség függ az arány a kémiai reakció, és függ az aktiválási energia a maratás. Következésképpen a maratás szelektíven az első alkalommal. Ez a folyamat kimutatására használják a strukturális hibák a félvezető felszínétől, a kristálytani orientációja a felület.
A maratási sebesség ebben az esetben csak kis mértékben függ az aktiválási energia, és esetben csak diffúziós folyamatok. Rézkarc kerül csiszolni. Csiszolása a következő. Ha a felület a lemez olyan dombornyomás van, kialakulása után a felületi réteg kiderül, hogy szegényített maratószert-megállapítják, hogy a vastagsága az utóbbi körül a kiemelkedések valamivel kisebb (1.4 ábra), mint az átlagos vastagsága, ezért, hogy illeszkedjen a kiemelkedések szer gyorsabban megy végbe, és a simítás.
Szilícium meglehetősen inert anyag, jelenléte miatt a oxidfilm a felszínén. Ezért, a marató anyagot a szilícium vezetünk hidrogén-fluorid-feloldja az oxid. Ahhoz, hogy magyarázza az önálló a szilícium oldásának, két elmélet létezik: kémiai és elektrokémiai.
A legegyszerűbb magyarázat a maratási eljárás ad kémiai elmélet: a marató anyagot kell tartalmaznia két komponens - egy oxidálószer, amely jellemzően salétromsavat, és az oldószert az oxid, amely arra szolgál, mint a hidrogén-fluorid. Ez az elmélet nagyon sikeres volt a kiválasztása az alapvető szerkezetét a reagensek, magyarázatok polírozó hatás, de nem helyénvaló elmagyarázni a folyamatot a szelektív marással.
Elektrokémiai elmélet feltételezi, hogy a félvezető felület energetikailag heterogén, ami akkor fordulhat elő, térben elválasztott régiók és mikroanodov microcathodes.
A anódos oldalak reakció lép fel:
A kapott oxidot alakítjuk oldható komplex révén fluorsav:
A teljes reakció a következőképpen írható fel:
A fő katód reakciók szilícium hidrogéngáz-fejlődés és helyreállítási oxidánsok molekulák. szilícium-hidridek mellett valósíthatók katódos reakciók.
A redukciós reakciót az oxidánsok, mint salétromsav, áramlik sokkal könnyebben, mint a hidrogén-fejlődés reakcióját. A folyamat megy, hogy rögzítse egy elektron a vezetési sáv, vagy a vegyérték sáv, amely egyenértékű az injekció lyukak a szilícium felületen.
Regenerálása salétromsav zajlik részvételével két elektron és a kialakulását salétromsav:
vagy amelyekben három elektron (redukció nitrogén-oxid):
Az utóbbi esetben, a csökkentés egy molekula sav három lyuk, ami növeli az oldódás sebességét szilícium. Összesen maratás reakciót ebben az esetben a következő:
E szerint a reakció, az arány HNO3: HF = 1: 4,5 mólszázalék, amely megfelel a maximális sebessége maratással szilícium.
Anód eljárást úgy határozzuk meg szünetet kötvények a kristályrács, ezért különböző felületi területeket előfordul különböző sebességgel. Azokon a helyeken, ficamok és egyéb rács megsértése anódos folyamat sokkal intenzívebb.
Így a szelektív maratással figyelhető olyan esetekben, amikor az alkalmazott maratószer a anódos kontroll. Ahhoz, hogy a polírozott felület marató anyagot kell alkalmazni katódos kontroll.