[发明专利]硅基三维结构的双面对准光刻加磁场辅助电化学腐蚀的方法

摘要

本发明是一种硅基三维结构的双面对准光刻加磁场辅助电化学腐蚀的方法，该方法包括双面对准光刻硅片、预腐蚀坑、配置腐蚀液、电化学腐蚀前的准备、电化学腐蚀的实施及后处理步骤，其中：在预腐蚀坑过程中，是将双面对准光刻的硅片放入摩尔浓度为5～8的KOH溶液中，80-100℃下预腐蚀5-10分钟，然后按照工艺要求，在硅片的双面腐蚀出3-6微米深度的预腐蚀坑。本发明具有实用性强、工艺简单、易于操作性等优点，尤其是硅片经过双面对准光刻和预腐蚀一定深度的预腐蚀坑后，可使电化学腐蚀时的电流被限制在双面对准图形开口区域，抑制和消除边缘效应的产生，从而增加三维周期结构的陡直性。

主权项

一种硅基三维结构的双面对准光刻加磁场辅助电化学腐蚀的方法，其特征是该方法的步骤包括：(1)双面对准光刻硅片：利用光刻机和图形掩模将硅片进行双面对准光刻，将掩模图形转移到硅片的双面上；(2)预腐蚀坑：将双面对准光刻的硅片放入摩尔浓度为5～8的KOH溶液中，80-100℃下预腐蚀5-10分钟；按照工艺要求，在硅片的双面腐蚀出3-6微米深度的预腐蚀坑；(3)配置腐蚀液：将HF、DMF和水混合，组成三者的体积比为(2.5～3.5)∶(14～18)∶1的腐蚀液作为负极腐蚀液，其中，HF为体积浓度40％的氢氟酸，DMF为体积浓度99.5％的二甲基甲酰胺；将体积浓度96％的分析纯NH4F、体积浓度40％的HF和水混合，组成三者的体积比为3∶6∶10的氢氟酸缓冲腐蚀液作为正极腐蚀液；(4)电化学腐蚀前的准备：将双槽腐蚀设备置于通风橱内，再将配置好的腐蚀液分别加入两侧腐蚀槽中，连接好两对电极；磁场配置：将磁场方向垂直100晶向，同时与电场方向垂直；该磁场方向定为x轴。将光刻好并经预腐蚀坑的硅片装入所述腐蚀槽中；(5)电化学腐蚀的实施：按照工艺要求，在腐蚀液、0.01～0.08A电流及磁场的协同作用下对光刻好并经预腐蚀坑的硅片进行电化学腐蚀；(6)后处理：电化学腐蚀结束后将硅片取下用去离子水冲洗干净，然后进行烘干；经过上述步骤，得到硅基三维结构的产品。