在前面两篇文章中，我们针对硅晶体结构及硅晶体各向异性腐蚀的原理进行了分析，然而在实际的硅腐蚀工艺中，硅湿法腐蚀的影响因素很多，如：硅片的质量（晶向偏差，晶体缺陷等）、温度、搅拌、图形尺寸（即狭缝效应）、腐蚀剂浓度、添加剂、表面缺陷等等。

硅的湿法腐蚀在选择腐蚀工艺和腐蚀剂时，除去选择合适的硅片外，还需要考虑诸多因素的影响（如浓度、时间、温度、搅拌等），需考虑以下几方面的问题：

（1）腐蚀速率。较高的腐蚀速率将有效地缩短腐蚀时间，但所得到的腐蚀表

面较粗糙。

（2）腐蚀选择性。选择性是指要腐蚀的材料的腐蚀速率与不希望腐蚀的材料

（如掩膜）的腐蚀速率的比率。一般选择氮化硅作为掩膜。

（3）腐蚀均匀性。在硅腐蚀表面各处，腐蚀速率常常不相等，造成腐蚀表面

出现起伏等，腐蚀尺寸比较大时表现尤为明显。这与腐蚀液浓度有关，反应槽中

腐蚀液的浓度一直在变，并且各处浓度难保持一致性。

（5）腐蚀表面粗糙度。不同的腐蚀方法和腐蚀剂将得到不同程度的表面粗糙

度，它与腐蚀液、腐蚀速率等密切相关。

那么在实际硅腐蚀的加工过程中如何调控想要的目标呢？我们针对各晶面的腐蚀速率，腐蚀表面的粗糙度进行了测量和分析。图1给出了（100）晶面的腐蚀速率，由图可见，不同氢氧化钾浓度下的腐蚀速率皆随着温度的增大而升高。在 KOH 浓度小于 30%的时候，腐蚀速率减小的较小。而当 KOH浓度大于 30%的时候，特别是达到50%的时候，腐蚀速率减小的很多。由此可知，如果要求比较高的腐蚀速率，KOH的浓度应当在30%左右。另外，在温度为 60℃的时候，各种浓度下的腐蚀速率均在 0.5μm/min左右，通过控制时间可以良好的控制腐蚀深度，可以用此条件制备高精度的结构；

图1

图2给出了（111）晶面的腐蚀速率，由图可见，（111）面的硅腐蚀速率同样随着温度的升高而增大，也是在 KOH 浓度为 30%的时候，各种温度下的腐蚀速率均基本达到最大。但是从整体的腐蚀速率来看，在 KOH 浓度为 30%，温度为 110℃时，达到的最大的腐蚀速率仅仅 0.043μm/min，腐蚀速率非常低，但是该速率对于一些倒棱台的腐蚀精度控制是非常有益的，通过该方法控制腐蚀的精度可以达到±1μm。

图2

图3给出了30%氢氧化钾浓度下腐蚀速率随时间的变化。由图可见，随着时间的推进，各温度下的腐蚀速率都有下降的趋势，在 110℃时更为明显。在 100℃以下时，随着反应的进行，KOH 溶液中溶质不断减少，而溶剂变化不大，所以溶液浓度在不断下降，从而导致腐蚀速率下降。而在100℃以上时，情况则刚好相反。这时，溶剂会因为温度较高而蒸发较快，导致溶液浓度在不断上升，并且在高温下，表面硅原子与 KOH 反应过快，会使得中间产物 Si(OH)₄ 来不及转移而贴附在硅原子表面，如果堆积过多，将会发生聚合反应，生成不溶于水的K₂SiO₃ 化合物残留在硅表面，从而导致腐蚀速率下降。

图3

图4给出了不同条件下腐蚀硅后的表面粗糙度，图左为在80℃的温度下，30%氢氧化钾腐蚀后的表面，图右为在80℃下，25%氢氧化钾腐蚀后的表面。这与上述结论相符合，30%氢氧化钾腐蚀速率快，表面粗糙，25%氢氧化钾腐蚀速率相对慢，表面变光滑。

图4

除了以上调节腐蚀参数的条件外，还需对腐蚀的过程进行控制。例如，加入超声或者搅拌，这会有益于氢氧化钾与硅的反应产物扩散更快，从而极大保证的片内和片间反应浓度，增加腐蚀的均匀性。