[發明專利]一種低摻雜硅電極的蝕刻液

在審

• 申請號: 201811512695.6
• 申請日: 2018-12-11
• 公開（公告）號: CN109575923A
• 公開（公告）日: 2019-04-05
• 發明（設計）人: 李少平;張庭;賀兆波;尹印;萬楊陽;馮凱;王書萍
• 申請（專利權）人: 湖北興福電子材料有限公司
• 主分類號: C09K13/08
• 分類號: C09K13/08;C23F1/24
• 代理公司: 宜昌市三峽專利事務所 42103
• 代理人: 成鋼

本發明公開了一種低摻雜硅電極的蝕刻液，其主要成分包括占蝕刻液總重量45?65%的硫酸、1?10%的硝酸、1?10%的氟化銨、1?10%的氯化銨、5?52%的超純水。本發明通過使用低含量的硝酸，可以降低整體的蝕刻速率；使用氟化銨代替氫氟酸，保證蝕刻速率穩定；加入氯化銨作為銨根離子的補充劑，在蝕刻過程中能夠產生密集的小氣泡，有利于控制硅電極表面的粗糙度。本發明的蝕刻液組成可以徹底去除研磨帶來的損傷，蝕刻速率穩定、蝕刻表面均勻，且表面粗糙度可控。

技術領域

本發明涉及一種低摻雜硅電極的蝕刻液，為了去除研磨后帶來的損傷，保證硅電極配件優異的電學性能。

背景技術

硅電極配件在制造過程中，需經過研磨、蝕刻、清洗等工序，而經研磨處理后會給硅電極的表面帶來不同程度的損傷，這些損傷會影響硅電極的電學性能。為了徹底地去除這些損傷，一般采用化學蝕刻的方法進行處理，能夠得到表面均勻、粗糙度易控的硅電極。

目前對硅進行化學蝕刻主要是采用硝酸-氫氟酸體系，根據硝酸和氫氟酸的比值以及濃度的不同，硅的蝕刻可以分為：硝酸含量高時，硅蝕刻決定于氫氟酸與表面氧化物的接觸速率和擴散速率，硅表面蝕刻光滑，此條件下溫度影響較小。氫氟酸含量高時，硝酸的氧化控制反應速率，其濃度的微小變化都可以影響反應速率，蝕刻硅表面為多孔結構，此條件下溫度對蝕刻速率影響較大。

基于上述理論，為了達到蝕刻效果，需要對硝酸和氫氟酸的含量進行調控，而且由于氫氟酸在加熱條件下易揮發，導致蝕刻速率變化大，可能需要選擇氫氟酸的緩沖劑來替代氫氟酸，保證蝕刻的穩定性。另外，單純使用硝酸和氫氟酸作為蝕刻液，蝕刻速率和表面效果（如均勻性、粗糙度等）不可控。

發明內容

本發明針對硝酸-氫氟酸體系的不足，目的在于提供一種徹底去除研磨損傷，表面均勻、蝕刻速率穩定、粗糙度可控的低摻雜硅電極的蝕刻液。本發明涉及的低摻雜硅電極的電阻率>1Ω*cm，可以作為氣體干法蝕刻機臺中的配件。

為實現上述發明目的，本發明采用的技術方案為：

一種低摻雜硅電極的蝕刻液，主要成分包括占蝕刻液總重量45-65%的硫酸、1-10%的硝酸、1-10%的氟化銨、1-10%的氯化銨、5-52%的水。

所述的硫酸濃度≥96%，所述的硝酸濃度為50-75%，所述的氟化銨的含量≥98%，所述的氯化銨的含量≥99.8%。

上述方案中，硫酸作為蝕刻液的主成分，增加蝕刻液的粘度，穩定反應速率，使反應速率易于控制；還可以提高蝕刻的均勻性，保證硅電極的均勻蝕刻。

上述方案中，硝酸起氧化作用，將硅氧化成二氧化硅，硝酸成分較低，能夠降低整體的蝕刻速率。

上述方案中，氟化銨在酸性條件下可電離生成氟離子和氫氟酸，起到溶解二氧化硅的作用，使用氟化銨代替氫氟酸，蝕刻反應穩定可控。

上述方案中，氯化銨用于補充銨根離子，蝕刻過程中產生更密集的小氣泡，利于控制硅電極表面的粗糙程度。

上述方案中，水為室溫下電阻率15.0-18.0MΩ*cm的超純水。

上述方案中，所述蝕刻液的制備方法為：將一定量的超純水加入到PFA瓶中（PFA瓶置于水中保持配制過程中的溫度不變），向裝有超純水的PFA瓶中緩慢加入一定量的硫酸，待溶液冷卻至室溫后，再依次緩慢加入一定量的硝酸和氟化銨，最后加入一定量的氯化銨，溶解、混合均勻后待用。

上述方案中，蝕刻溫度為20-40℃，蝕刻時間為3min。

蝕刻完后對硅電極的蝕刻速率和粗糙度進行檢測，其蝕刻后的粗糙度要求優于蝕刻前的粗糙度。

具體實施方式

下面結合具體實施例，進一步闡述本發明。對本發明做進一步詳細的說明，但不限于這些實施例。