本文主要講述金剛石切割多晶硅（mc-Si）晶片的化學(xué)蝕刻響應(yīng)，使用技術(shù)是白光干涉測量（WLI）和 Laue?x射線晶體學(xué)掃描儀表征相結(jié)合的技術(shù)。

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利用該技術(shù)，通過檢測蝕刻前后mc-硅表面的形貌，本文評估了不同的紋理添加劑（異丙醇、次氯酸鈉）的影響。以（100）、（110）和（111）取向的單晶硅晶片的蝕刻響應(yīng)作為參考，并與所研究的多晶晶片進(jìn)行了比較。結(jié)果表明，對于mc-Si晶片，不同晶粒面的蝕刻速度隨著其與主平面（100、110、111）的晶體學(xué)相似性而增加。異丙醇（IPA）和次氯酸鈉添加劑與氫氧化鉀溶液的比較表明，次氯酸鈉添加劑有利于mc-Si晶片的拋光，而IPA只能用于接近（111）取向的晶粒的拋光。

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研究過程如下：硅晶片用激光切割成4x4厘米的碎片。作為第一步，將晶片放在RCA 1溶液中清洗，隨后用乙醇（99.8 %）浸泡和干燥。此外，在表面損傷去除溶液HNA（根據(jù)配方1，表1中的氫氟、硝酸、乙酸）中蝕刻晶片。在HNA損傷去除過程之后，晶片在基于氫氧化鉀的溶液中進(jìn)行拋光。在損傷去除過程結(jié)束后，用WLI和Laue工具掃描多晶晶片，如第2.3節(jié)所述。隨后，用三種不同的氫氧化鉀溶液中的一種對晶圓進(jìn)行化學(xué)紋理（表1）。最后，再次使用WLI掃描紋理晶片。實(shí)驗(yàn)流程圖如圖1所示。

圖 1 ?實(shí)驗(yàn)流程圖

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第一個(gè)拋光過程包括在HNA [24]溶液中進(jìn)行處理（表1），這是指氮（硝酸）、乙酸（醋酸）和氫氟酸（HF）的混合。HNA拋光的目的是平滑和消除由線運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的表面輪廓的波紋。接下來，在低濃度氫氧化鉀與次氯酸鈉混合的溶液中進(jìn)行二次拋光操作（濃度見表1）。

表一

在化學(xué)拋光（HNA拋光和氫氧化鉀拋光）后，mc晶片在RCA 1溶液中清洗，并通過Laue工具對單個(gè)晶體取向進(jìn)行表征，并通過WLI（白光干涉法）進(jìn)行初始相對晶體高度差，如之前的工作所述。隨后對特征晶片進(jìn)行化學(xué)紋理。對每個(gè)實(shí)驗(yàn)條件下的三片平行晶片進(jìn)行了處理和分析。

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實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，雖然單晶硅樣品的蝕刻在整個(gè)樣品表面通常是均勻的，但多晶硅樣品的蝕刻似乎由主要方向決定，特別是當(dāng)大多數(shù)晶體接近（100）、（110）、（111）方向時(shí)。其中一個(gè)可能的原因可能是“群體影響”，因?yàn)闅溲趸浫芤壕哂懈飨虍愋缘奈g刻行為。因此，溶液的蝕刻速率受到最快的蝕刻方向的影響，為鄰近顆粒的蝕刻創(chuàng)造了額外的方向。此外，使用氫氧化鉀或氫氧化鈉和次氯酸鈉添加劑對mc-Si進(jìn)行濕式化學(xué)蝕刻時(shí)，必須采用嚴(yán)格的溫度控制，以避免添加劑分解和隨后的刻蝕效果損失。