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本研究通過(guò)光電化學(xué)濕法蝕刻方法對(duì)SiC晶片進(jìn)行了蝕刻。研究了電解質(zhì)種類、認(rèn)可電壓、電解質(zhì)濃度等變量對(duì)蝕刻速率和表面粗糙度的影響。

隨著H202濃度的增加，蝕刻速率為中值，但在1摩爾以上的濃度下，蝕刻速率保持不變。另外，為了使認(rèn)可的電壓變得更重，蝕刻速度變得更重，使用H2O2電解質(zhì)時(shí)，沒(méi)有經(jīng)過(guò)使用HF電解質(zhì)時(shí)要求的熱氧化工藝步驟，形成了蝕刻，雖然蝕刻速度低，但蝕刻表面的表面粗糙度非常好，表明了進(jìn)行消磁的可能性。

將SiC晶片表面放入丙酮中，用超音速雕刻30分鐘，然后用同樣的方法用甲醇雕刻，將此樣品制成85 ℃的NH4OH : H202 : H20(1 : 1 : 5)溶液和HC1?:用H202 : H20(1 : 1 : 5)溶液處理，與表面的有機(jī)物質(zhì)量，去除了雜質(zhì)，之后用HF : H2O(1 : 10)溶液去除了表面存在的自然氧化膜。

通過(guò)將形成的氧化層放入石灰石的HF溶液中去除，將蝕刻分開(kāi)，觀察了電壓和全電解質(zhì)濃度下的蝕刻速度變化，蝕刻深度以@-step測(cè)量，通過(guò)SEM觀察蝕刻的樣子，并觀察到蝕刻的深度，用AFM測(cè)量了表面的粗糙度。

如果認(rèn)可1 : 75 HF電解質(zhì)和3.5 V的電壓引起光電化學(xué)反應(yīng)，形成多孔質(zhì)，氣孔的大小為50 nm，如果將該樣品在1000 ℃下進(jìn)行熱氧化，由于高表面能量和大量的Si成分，多孔SiC在低于原來(lái)的SiC晶片的溫度下，容易、快速地發(fā)生熱氧化。因此，在本研究中，光電化學(xué)反應(yīng)形成的氣孔蟲(chóng)的生成速度可以定義為光電化學(xué)蝕刻速度。

在1000 ℃下經(jīng)過(guò)5個(gè)小時(shí)的干式熱氧化過(guò)程后，將形成的氧化蟲(chóng)去除為衍射的HF溶液，形成TLM模式的SEM圖像中可以看出，選擇性的食角達(dá)到了優(yōu)秀的程度，盡管是溶液引起的食角，但也形成了各向異性食角，在干法熱氧化過(guò)程后，將形成的氧化層灰化的HF溶液，去除的晶片表面的SEM圖像中可以確認(rèn)，被認(rèn)為在蝕刻的表面上早期形成的氣孔仍然存在。表4是蝕刻表面的EDS分析結(jié)果，表明Si和C的成分幾乎是1 : 1，但還能看出Si成分略多。 圖8是圖示了蝕刻深度對(duì)1: 75 HF電解質(zhì)和3.0 V認(rèn)可電壓的光電化學(xué)反應(yīng)時(shí)間的變化的圖表。

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表4

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圖8

本研究通過(guò)光電化學(xué)濕法蝕刻方法對(duì)SiC晶片進(jìn)行了蝕刻,研究了電解質(zhì)種類、認(rèn)可電壓、電解質(zhì)濃度等變量對(duì)蝕刻速率和表面粗糙度的影響，得出以下結(jié)論：1.以1 : 75 HF電解質(zhì)和3.0 V的認(rèn)可電壓，通過(guò)光電化學(xué)反應(yīng)后濕式熱氧化形成的氧化蟲(chóng)去除為衍射HF溶液，通過(guò)測(cè)量的蝕刻深度提取的蝕刻速率最高為1500 A/min,但是，蝕刻表面的表面粗糙度(RMS roughness)為200以上；2.加入H2O2后，蝕刻速度增加了，但峰值超過(guò)0.8 wt% 細(xì)反而出現(xiàn)了食死率的下降，而且隨著HF濃度的增加；3.以1 : 210 H202電解質(zhì)和2.0 V的認(rèn)可電壓，用衍射HF溶液去除光電化學(xué)反應(yīng)后形成的氧化蟲(chóng)，通過(guò)觸覺(jué)深度提取的蝕刻速率為6H-SiC約40 A/min，4H-SiC 的情況約為12 A/min。與HF電解質(zhì)相比，蝕刻速率低很多 雖然變質(zhì)了，但蝕刻表面的表面粗糙度(RMS roughness)至少表示27 A的值，表明了應(yīng)用消磁的可能性。