在本文章中，研究了球形試樣的尺寸參數(shù)，以確定哪種尺寸允許可靠地測(cè)量各向異性蝕刻中的方向依賴性，然后進(jìn)行了一系列的實(shí)驗(yàn)，測(cè)量了所有方向的蝕刻速率。這導(dǎo)致建立了一個(gè)涵蓋廣泛的氫氧化鉀蝕刻條件范圍的蝕刻速率數(shù)據(jù)庫(kù)，得到的數(shù)據(jù)庫(kù)澄清了取向依賴性隨氫氧化鉀濃度和蝕刻溫度的變化而變化很大，最后，我們分析了不同氫氧化鉀濃度下的蝕刻譜，蝕刻輪廓因方向依賴性的變化而變化。

使用了一個(gè)單晶硅的半球形樣品，如圖所示1，被機(jī)械地磨碎，拍打，并拋光成一個(gè)鏡像表面，腦半球的半徑為22mm，球形度不到晚上10點(diǎn)，大腦半球的頂部朝向，朝向平面朝向外圍，所有的晶體取向都出現(xiàn)在半球形表面。測(cè)量蝕刻前后的輪廓并記錄變化，可以在任何方向計(jì)算蝕刻速率。

當(dāng)蝕刻進(jìn)行時(shí)，試樣表面呈現(xiàn)多邊形輪廓，考慮了相鄰方向之間的干擾問(wèn)題，這個(gè)問(wèn)題如圖所示2,根據(jù)他們自己的蝕刻率，當(dāng)平面B到達(dá)點(diǎn)C之前時(shí)，指向A方向的蝕刻前方消失。在這種情況下，無(wú)法正確評(píng)估方向a中的蝕刻率，我們研究了試樣的尺寸參數(shù)，以找到那些可以正確評(píng)估蝕刻率，而不讓理想的方向從半球表面消失，結(jié)論是，在晶體學(xué)取向方面，評(píng)估所需的密集數(shù)據(jù)網(wǎng)的蝕刻速率，使用了一種氫氧化鉀溶液和水作為蝕刻劑，以85%的顆粒供應(yīng)，蝕刻劑的氫氧化鉀濃度根據(jù)顆粒重量在30~50%的范圍內(nèi)變化，所選擇的溫度在40到90度的范圍內(nèi)°C，蝕刻過(guò)程中溫度的穩(wěn)定性為k0.5將半球形硅樣品浸在1升蝕刻劑中，在實(shí)驗(yàn)開(kāi)始前，將一個(gè)硅芯片扔入蝕刻劑中，以估計(jì)蝕刻大腦半球所需的時(shí)間，在隨后的每次實(shí)驗(yàn)中均使用了新鮮的蝕刻劑。

作為大腦半球的投影，根據(jù)晶格的對(duì)稱性，這些圖被折疊成四分之一的圓，所有的方向都出現(xiàn)在這個(gè)四分之一的圓中，在X、Y軸的原點(diǎn)和末端出現(xiàn)了三個(gè)垂直的（100）平面。三（1 10）位于X、Y軸的中間和圓的外圍，（1 1 1）位于四分之一圓的中間，一些蝕刻率已經(jīng)知道，這樣的方向具有低階米勒指數(shù)，這種測(cè)量方法產(chǎn)生了高階指數(shù)方向的蝕刻率，等值線表示這些投影之間的相對(duì)蝕刻率，而不是絕對(duì)蝕刻率。計(jì)算結(jié)果表明，取向依賴性也隨氫氧化鉀濃度的變化而變化，最大蝕刻速率的位置隨氫氧化鉀濃度的變化而漂移。

這些結(jié)果表明，不同的氫氧化鉀濃度之間的蝕刻曲線會(huì)有所不同，我們通過(guò)改變氫氧化鉀濃度來(lái)證明蝕刻譜的差異，總體蝕刻速率的分布再次繪制出來(lái)，作為一個(gè)半球的投影，其中心朝向(11O），因此（111)位于圓的左端和右端，比較了氫氧化鉀濃度為30%和40%之間異氨酸模式的變化，C-C和D-D線的蝕刻速率決定了槽輪廓。

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通過(guò)氫氧化鉀濃度的變化，可以觀察到蝕刻速率分布的顯著變化，氫氧化鉀蝕刻劑的溫度和濃度都會(huì)影響其對(duì)取向的依賴性，方向依賴性的變化是很重要的。我們進(jìn)行了一系列的實(shí)驗(yàn)，其溫度范圍為40~90°C，氫氧化鉀濃度范圍為30~50%，我們將研究結(jié)果總結(jié)為一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)，以支持各向異性蝕刻的數(shù)值模擬，模擬是重要的，特別是對(duì)于過(guò)程設(shè)計(jì)，因?yàn)樗肓烁飨虍愋晕g刻的一系列多步驟，使用不同的掩模模式，在單晶硅上提供復(fù)雜的三維微觀結(jié)構(gòu)。

利用半球形樣品，對(duì)單晶硅的蝕刻速率與晶體取向的關(guān)系進(jìn)行了測(cè)量，研究結(jié)果總結(jié)如下：(a)評(píng)價(jià)了KOWwater溶液中硅的蝕刻速率的取向依賴性；(b)觀察到，取向依賴性隨蝕刻溫度和氫氧化鉀濃度的變化而變化；(c)氫氧化鉀濃度的變化會(huì)導(dǎo)致取向依賴性的變化，從而導(dǎo)致不同的蝕刻輪廓，任意方向的蝕速率被描述為蝕刻劑、濃度和蝕刻溫度的函數(shù)。該數(shù)據(jù)庫(kù)允許模擬任意蝕刻條件的蝕刻輪廓，結(jié)合蝕刻模擬器，該數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)大塊硅微結(jié)構(gòu)的微加工工藝的發(fā)展具有重要意義。

　　審核編輯：湯梓紅