[实用新型]光辅助多孔硅电化学腐蚀槽

说明书

技术领域

本实用新型涉及微电子机械设备技术领域，特别涉及一种光辅助多孔硅电化学腐蚀槽。

背景技术

随着微电子机械系统(MEMS)的不断发展，多孔硅材料以其良好的机械性能及热学性能在MEMS中显示出极广阔的应用前景。首先，基于多孔硅材料的膜层可以制备得很厚，可在MEMS中替代SiO2等材料作为牺牲层，使得采用体微机械技术加工微结构时无需双面光刻即可快速释放微结构，同时在表面微机械技术中可很好的解决结构层与基底间距离太小的问题；其次，由于多孔硅具有远低于硅基体的热导率(可低至1W/mK)，因此在微热敏传感系统中采用多孔硅作为绝热层可以获得快速的温度变化响应和低的热损耗，同时也避免了传统微热敏系统所采用的悬台热隔离结构由于牺牲层厚度小而易粘连的缺点，大大提高了系统的稳定性和可靠性；第三，利用多孔硅高温工艺条件下硅原子发生位置迁移的特性，可以制作新颖的MEMS压力传感器的压力腔；第四，多孔硅技术和标准集成电路硅技术相容。正是因为具有上述结构特点以及由此表现出的各种特殊性能，加之其技术上的优势，多孔硅及其技术得到了广泛的重视和研究。

目前，制备多孔硅采用最广的是电化学腐蚀工艺，电化学腐蚀工艺主要分为单槽和双槽电化学腐蚀工艺。其中，单槽电化学腐蚀工艺主要应用于待腐蚀硅片背面带金属层，利用待腐蚀硅片背面金属作为电极阳极，对待腐蚀硅片正面进行电化学腐蚀。双槽电化学腐蚀工艺用于待腐蚀硅片背面不带金属层的多孔硅腐蚀。

请参考图1，其为现有的多孔硅电化学腐蚀槽的结构示意图。如图1所示，多孔硅电化学腐蚀槽包括：槽体104；位于所述槽体104内的固定架，所述固定架包括第一固定架107及位于所述第一固定架下方的第二固定架106；位于所述槽体104内的电极，所述电极包括阴极电极101及阳极电极102，所述阴极电极101及阳极电极102分别位于所述固定架两侧，所述阴极电极101及阳极电极102由金属铂制成。

当利用该多孔硅电化学腐蚀槽对待腐蚀硅片进行腐蚀工艺以形成多孔硅时，向所属槽体104内注入腐蚀液105，将待腐蚀硅片103置于槽体104内，具体的，通过第一固定架107及第二固定架106予以固定。此时，槽体104被待腐蚀硅片103分成两个“半槽”，分别为导引槽109及腐蚀槽108，所述导引槽109及腐蚀槽108仅通过待腐蚀硅片103实现电导通，其它部分相互绝缘，该两个“半槽”双槽电化学腐蚀工艺中的双槽。给电极施加电压后，由于电场的作用，电流通过待腐蚀硅片103从导引槽109流向腐蚀槽108，待腐蚀硅片103中的空穴就会流向靠近阴极电极101的待腐蚀硅片103表面，使该表面的待腐蚀硅片103发生电化学腐蚀；而另一面则不发生反应，最终便可形成多孔硅。

该双槽电化学腐蚀工艺的原理在于：双槽电化学腐蚀多孔硅技术是将待腐蚀硅片做阳极，在外加电场作用的情况下，电流通过待腐蚀硅片从电化学的导引槽流向腐蚀槽，待腐蚀硅片中的空穴就会流向靠近阴极电极的待腐蚀硅片表面，从而使该表面的待腐蚀硅片发生电化学腐蚀，作为阳极的待腐蚀硅片与腐蚀液中的阴离子(OH-和F-)在待腐蚀硅片中空穴(正电荷)的作用下进行电化学反应生成二氧化硅，该二氧化硅进而又会被腐蚀液反应掉，当控制反应条件，使反应过程达到非平衡性状态，就会在待腐蚀硅片表面生成多孔，最终形成多孔硅。

但是通过该多孔硅电化学腐蚀槽实现双槽电化学腐蚀工艺存在如下几个问题：

首先，待腐蚀硅片中的空穴浓度对于双槽电化学腐蚀工艺的速率至关重要，但是，现有工艺中待腐蚀硅片中的空穴浓度很难控制，从而造成双槽电化学腐蚀工艺的质量及效率得不到保证；

其次，在腐蚀过程中，由金属铂制成的电极容易被腐蚀，造成待腐蚀硅片上有重金属沾污，从而不利于和常规的集成电路半导体工艺兼容，影响多孔硅腐蚀后的硅片在半导体生产线上的后续加工。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种光辅助多孔硅电化学腐蚀槽，以解决现有技术的双槽电化学腐蚀工艺中待腐蚀硅片中的空穴浓度很难控制，从而造成双槽电化学腐蚀工艺的质量及效率得不到保证的问题。

为解决上述技术问题，本实用新型提供一种光辅助多孔硅电化学腐蚀槽，包括：

槽体；

位于所述槽体内的用以固定待腐蚀硅片的固定架；

位于所述槽体内的电极，所述电极包括阴极电极及阳极电极，所述阴极电极及阳极电极分别位于所述固定架两侧；

还包括：位于所述槽体内的光辅助结构，所述光辅助结构位于所述固定架及阴极电极之间，用以向所述待腐蚀硅片提供光照。