MEMS蚀刻工艺（二）- 湿法蚀刻

湿法蚀刻是最简单的蚀刻技术。它所需要的只是一个装有液体溶液的容器，可以溶解相关材料。不过，湿法蚀刻也存在一些复杂性，通常需要一种掩模来选择性地蚀刻材料,所以必须要找到一种掩模材料,它本身不会被溶解,或者至少蚀刻速率远慢于被加工材料。

其次，一些单晶材料，如硅，在某些化学品中表现出各向异性蚀刻。与各向同性蚀刻相比，各向异性蚀刻意味着材料中不同方向的不同蚀刻速率。

典型的例子是 <111> 晶面侧壁，当用氢氧化钾 (KOH) 等化学品在 <100> 硅片上蚀刻孔时会出现该侧壁。结果是金字塔形的孔，而不是具有各向同性蚀刻剂的圆形侧壁的孔。各向异性和各向同性湿法刻蚀的原理如下图所示。

各向异性和各向同性湿蚀刻之间的区别。

那我们什么时候需要用到湿法蚀刻呢？这是一项简单的技术，如果能找到适合应用的蚀刻剂和掩模材料的组合，将会获得良好的效果。湿法蚀刻非常适用于蚀刻衬底上的薄膜，也可用于蚀刻衬底本身。

衬底蚀刻的问题是各向同性工艺会导致掩模层下移与蚀刻深度相同的距离。方向性工艺允许蚀刻在衬底的某些晶面停止,但仍然会导致空间损失,因为这些晶面在蚀刻孔洞或腔体时无法垂直于表面。如果这对您造成限制,应考虑干法蚀刻衬底。但是,请记住,每片衬底的成本将提高1-2个数量级来进行干法蚀刻。

如果在薄膜中制造非常小的特征(与膜厚度相当),各向同性湿蚀也可能会遇到问题,因为下移量至少相当于膜厚度。使用干法蚀刻可以几乎直接向下蚀刻而不下移,这提供了更高的分辨率。