利用扫描电镜观察氢氧化钾蚀刻制备的硅微观结构

氢氧化钾蚀刻 （KOH）是制造微型器件的一个重要工艺，用于从硅片上去除材料。选择性地蚀刻硅片的某些部分，用一层二氧化硅或掩膜来保护剩下的部分。然而，残留物的存在成为这种技术的一个缺点，因为它会对器件的制造过程产生负面影响。在这篇博客中，我们提出了一种利用蚀刻残留物的方法，将其作为后续蚀刻的掩膜，以制造两层微结构。我们还提供了如何有效地利用扫描电镜SEM对这些微结构进行成像的例子。

KOH化学硅蚀刻技术

蚀刻是微加工中一个非常重要和关键的过程，在此过程中，材料通过蚀刻剂在硅片表面进行化学去除。蚀刻有两种: 湿蚀刻，蚀刻剂是液体，和干蚀刻，蚀刻剂是等离子体。干蚀刻是各向异性的，因此在蚀刻材料中形成垂直侧壁，如图1a所示。在另一方面，湿蚀刻剂通常是各向同性，这意味着蚀刻在各个方向都是均匀的，产生圆壁和削弱效果，如图1b所示。

KOH是一种液相蚀刻剂，在晶体平面上是各向异性的。因此，它对硅片的晶体取向很敏感，产生梯形截面腔，如图1c所示。KOH蚀刻的主要缺点之一是残留物的沉积，这是由蚀刻剂和被移出材料之间的相互作用所造成的: 是这项技术最薄弱的一点。

图1: 生成的基体横截面示意图，(a) 完美各向异性的侵蚀，(b)一个完全各向同性的侵蚀，(c)一个湿蚀刻的各向异性腐蚀剂