矽溝槽結構的製造方法

專利類型

發明

專利國別 (專利申請國家)

中華民國

專利申請案號

099134859

專利證號

I 459459

專利獲證名稱

矽溝槽結構的製造方法

專利所屬機關 (申請機關)

國立臺灣大學

獲證日期

2014/11/01

技術說明

提供一n型或p型的矽基板，其晶格可以是單晶(single-crystalline)、多晶(poly-crystalline)或非結晶形(amorphous)。在進行其他步驟之前，可利用一或多種溶劑或水清洗半矽基板。在矽基板表面上塗佈光阻並利用標準微影方式定義出蝕刻區域。接著，利用非電鍍式金屬沈積(electroless metal deposition, EMD)、熱蒸鍍(therma1 evaporation)，或其他金屬沈積方法，沈積金屬催化劑於蝕刻區域。接著，將矽基板浸沒於第一蝕刻溶液中。第一蝕刻溶液係一含有氟化物與金屬離子的水溶液，或含有氟化物與雙氧水的水溶液。第一蝕刻溶液中的金屬離子會選擇性地沈積於金屬催化劑或矽表面形成還原反應，並將電子由金屬催化劑傳至矽表面。若為氫氟酸/雙氧水(H2O2)水溶液，雙氧水將還原成水且電子藉由金屬催化劑傳至矽表面。矽在獲得電子後發生氧化反應形成氧化矽，例如二氧化矽，而溶液中的氫氟酸會蝕刻帶走二氧化矽，造成非等向性蝕刻，形成矽奈米結構。接著，在非等向性蝕刻至所需深度後，將溶液浸泡至一第二蝕刻溶液，其係一含有氟化物與雙氧水的水溶液，且經由控制雙氧水在第二蝕刻溶液的比例，控制蝕刻方向為等向性蝕刻，使在金屬催化劑周圍的形成孔洞結構。當蝕刻時間增加，孔洞結構造成側向蝕刻，使矽奈米結構脫離或接近脫離矽基板。於蝕刻時，第一與第二蝕刻溶液的溫度可控制在攝氏0度C至攝氏100度C之間，甚至更高；通常，蝕刻溶液的溫度維持在室溫可節省能源成本，增加溫度則可增加蝕刻速度。接著，先後移除矽奈米結構、金屬催化劑，與光阻/蝕刻阻擋層，形成高非等向性、深度D可達微米級的矽溝槽結構。 The Si wafer was first spin coated with the photoresist and patterned using a typical photolithography process. The Ag catalysts were subsequently deposited through EMD or thermal evaporation. The Si wafer was then immersed in the etching solution. Aqueous HF/AgNO3 solution and aqueous HF/H2O2 solutionwere applied to etch nanowire structures in the desired domains. In addition, to remove the nanowire structure, the wafer was immersed in concentrated aqueous HF/H2O2 solution. Porous structures were formed in the vicinity of Ag nanoparticles, suggesting that one should remove SiNWs completely to achieve deep anisotropic trenches.

備註

連絡單位 (專責單位/部門名稱)

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