[发明专利]硅的湿法各向异性蚀刻

说明书

一种碱性蚀刻溶液(40)，包含氢氧化物盐(10)(例如，碱金属氢氧化物、氢氧化铵或其组合)、具有至少三个羟基(‑OH)基团的多元醇(20)和水(30)。还提供了一种生产半导体器件的方法，所述方法包括：获得具有掩蔽表面和未掩蔽表面的半导体衬底；将所述具有掩蔽表面和未掩蔽表面的半导体衬底暴露于碱性蚀刻溶液(40)，使得所述衬底的未掩蔽表面被各向异性地蚀刻，其中所述碱性蚀刻溶液(40)包含：氢氧化物盐(10)；具有至少三个羟基(‑OH)基团的多元醇(20)；以及水(30)；以及进行附加处理以生产所述半导体器件。

背景技术

硅的各向异性湿法蚀刻是用于微机械加工的工艺，如用于在硅晶片的主体中形成提供电的、机械的或其他的功能的期望结构。各向异性硅蚀刻剂在全球范围内用于硅微机械加工、硅晶片精加工和太阳能电池。

发明内容

根据说明书的至少一个实例，碱性蚀刻溶液包含：氢氧化物盐(例如，碱金属氢氧化物、氢氧化铵或其组合)；具有至少三个羟基(-OH)基团的多元醇；以及水。

根据说明书的至少一个实例，一种生产半导体器件的方法包括：获得具有掩蔽表面和未掩蔽表面的半导体衬底；将所述具有掩蔽表面和未掩蔽表面的半导体衬底暴露于碱性蚀刻溶液，使得所述衬底的未掩蔽表面被各向异性地蚀刻，其中所述碱性蚀刻溶液包含：氢氧化物盐；具有至少三个羟基(-OH)基团的多元醇；以及水；以及进行附加处理以生产所述半导体器件。

根据说明书的至少一个实例，一种单晶硅衬底包含这样的单晶硅衬底：其被制造为使得其最大尺寸与晶体的100或110平面对准，并且已经使用碱性蚀刻溶液在其中蚀刻了3维结构，所述碱性蚀刻溶液包含：氢氧化物盐(例如，碱金属氢氧化物、氢氧化铵或其组合)；具有至少三个羟基(-OH)基团的多元醇；以及水。

根据说明书的至少一个实例，一种半导体衬底包括：一个或多个蚀刻区域，其中半导体衬底与100或110米勒指数平面对准，其中，所述一个或多个蚀刻区域的边缘与互补100或110平面对准，并且其中，所述一个或多个蚀刻区域是通过用碱性蚀刻溶液的各向异性蚀刻产生的，所述碱性蚀刻溶液包含：氢氧化物盐(例如，碱金属氢氧化物、氢氧化铵或其组合)；具有至少三个羟基(-OH)基团的多元醇；以及水。所述一个或多个蚀刻区域可以是矩形的或梯形的。

根据说明书的至少一个实例，一种形成两个或更多个晶片的组件的方法包括：将两个或更多个晶片通过在其面之间的暂时或永久粘合而粘合在一起；以及在粘合之前或之后，用碱性蚀刻溶液蚀刻两个或更多个晶片中的至少一个，所述碱性蚀刻溶液包含：氢氧化物盐；具有至少三个羟基(-OH)基团的多元醇；以及水。

附图说明

图1是根据不同实例的碱性蚀刻溶液的示意图。

图2是根据不同实例的半导体衬底的自上而下的视图。

图3是根据不同实例的方法的流程图。

图4是根据不同实例的将半导体衬底暴露于碱性蚀刻溶液的流程图。

图5A是根据不同实例的在将半导体衬底暴露于碱性蚀刻溶液之前的半导体衬底的一部分的截面图。

图5B是根据不同实例的在将半导体衬底暴露于碱性蚀刻溶液之后的半导体衬底的一部分的截面图。

具体实施方式

如上所述，硅(Si)的各向异性湿法蚀刻是用于微机械加工的工艺，如用于在硅晶片的主体中形成提供电的、机械的或其他的功能的期望结构。自20世纪50年代以来，一直在研究各向异性硅蚀刻溶液(或“蚀刻剂”)。这些蚀刻剂现今在全球范围内被大规模地生产而用于硅微机械加工、硅晶片精加工和太阳能电池。

在碱性溶液中蚀刻硅是技术上的现实，但化学反应是复杂的。化学侵蚀和电子转移反应的组合同时发生。净反应是纯电化学的，但氢氧根离子(OH^-)可充当亲核试剂从表面置换硅原子以实现合理的蚀刻速率。