1.2.3.Скорость суммарного процесса.

Скорость суммарного процесса определяется наиболее медленной стадией. Диффузионный контроль наблюдается при применении растворов травителей с низкими концентрациями реагентов, при низких температурах или при процессах, сопровождающихся образованием плохо растворимых продуктов, затрудняющих диффузию. При этом отмечается резко выраженная зависимость скорости процесса от интенсивности перемешивания, вязкости раствора и малая зависимость от нагревания и структуры поверхности. Незначительное влияние температуры на скорость диффузии связано с небольшой энергией активации диффузии, составляющей всего ккал/моль, в то время как энергия активации химических реакций имеет порядок десятков или сотен ккал/моль.

Травители с диффузионным контролем называются полирующими. Их особенность заключается в сглаживании шероховатостей, нечувствительности к физическим и химическим неоднородностям поверхности.

Травители, в которых самой медленной (контролирующей) стадией служит химическая реакция, называются селективными. При этом скорость травления зависит от температуры, от структуры поверхности, от ее ориентации, но не зависит от перемешивания и вязкости. В селективных травителях выявляется неоднородность поверхности, отдельные участки ее с разными энергиями активации травятся с различной скоростью.

В первый момент травления скорость диффузии равна нулю, концентрация травителя вблизи поверхности такая же, как в объеме, условия для протекания химической реакции наиболее благоприятны. Травление – селективное. Через некоторое время концентрация травителя вблизи поверхности снизится до значения с', скорость диффузии возрастет, а скорость химической реакции, наоборот, уменьшится. При достижении стационарного состояния обе скорости станут равными по величине. С этого момента с' больше изменяться не будет и скорость травления постоянна.

1.3. Методы химобработки

1.3.1.Изотропное травление в жидкой фазе

Изотропное травление в жидкой фазе применяется в основном для равномерного удаления материала с поверхности. Путем жидкофазного травления с поверхности полупроводникового материала или пластины удаляются структурно нарушенные или напряженные при механической предварительной обработке слои материала. Происходит очистка от посторонних включений, загрязнений и различных пленок. В зависимости от обрабатываемых объектов можно разделить этот вид обработки на травление кристаллов и травление пластин.

Травление кристаллов, часто называемое снятием оболочки, производится со снятием верхнего слоя на глубину 250 – 1000 мкм со скоростью травления 5 – 6 мкм/мин. При травлении пластин обычно снимается поверхностный нарушенный слой на глубину от 20 до 30 мкм с каждой стороны пластины при условии, что предварительно проведенные процессы обработки не требуют других параметров травления. Скорость травления составляет 3 – 4 мкм/мин. После этой стадии обработки поверхность кристалла или пластины выровненная, матово- блестящая, чистая и свободная от нарушений.

К изотропному травлению в жидкой фазе относятся также процессы, называемые «травление краев» и «травление на утонение». Травление краев проводится как для закругления краев пластины (в качестве альтернативного варианта способа шлифования краев пластины), так и для стравливания слоя материала только с краев пластины. Оба варианта предназначены для рассчитанного снятия слоя определенной толщины.

Травление на утонение используется для двух целей: для создания на детали тонкого и свободного от дефектов обработки «окна» и для утонения структурированных пластин с обратной стороны структуры.