半导体刻蚀氨气的作用

其实家庭中的氨气主要还是来自于建筑施工中使用的混凝土外加剂，也可来自室内装饰材料，比如家具涂饰时所用的添加剂和增白剂大部分都含有氨水。特别是在冬季施工过程中，在混凝土墙体中加入的尿素和氨水为主要原料的混凝土防冻剂，这些含有大量的外加剂在墙体中随着温湿度等环境因素的变化而还原成氨气从墙体中缓慢释放出来，造成室内空气中氨的含量大量增加。 虽然这种污染释放期比较短，不会在空气中大量积存，但对人体的危害相对小一些，但也应引起大家的注意。说道氨气，第一反应就是很臭，我们家庭中洗手间是氨气浓度最高的地点，其实家庭中的氨气来源并不只是洗手间那么简单，首先我们先来了解一下氨气的性质，氨是一种无色 而具有强烈刺激性臭味的气体，氨气的溶解度极高，所以常被吸附在皮肤黏膜和眼结膜上，从而产生刺激和炎症。它对接触的组织都有腐蚀和刺激作用。可以吸收组 织中的水分，使组织蛋白变性，并使组织脂肪皂化，破坏细胞膜结构。

氨气对人体有一定的危害性，但我们不能忽视的的作用之大。首先我们详细了解下高纯氨气的性质高纯氨气是无色，有毒，碱性、强腐蚀性的可燃气体，带有刺激性气味，高浓度对眼，皮肤和黏膜有刺激。氨气的密度比空气小，在标准状况下的密度为0.7081g/L。氨气极易溶于水，在常温，常压下，一体积的水中能溶解700体积的 氨气。 液氨21.1°C的饱和蒸气压为7.78 kgf/cm2。采用40L钢瓶、43LDOT钢瓶Y罐或槽车灌装。高纯氨主要应用于新型光电子材料领域，是MOCVD技术制备GAN的重要基础材料。由GAN生产高灵敏度蓝光发光二 级管和蓝光激光器，以及其它相关电子器件，是国内外都在抢占的产业。高纯氨还是制备三氟化氮、氮化硅、的基础材料，是生产超高级氮的原料气。此外，液氨广 泛地应用于半导体工业、冶金工业，以及需要保护气氛的其他工业和科学研究中。

在湿法腐蚀的过程中，通过使用特定的熔液与需要腐蚀的薄膜材料进行化学反应，进而除去没有被光刻胶覆盖区域的薄膜。 湿法腐蚀的优点是工艺简单，但是在湿法腐蚀中所进行的化学反应没有特定方向，所以会形成各向同性的腐蚀效果。各向同性是湿法腐蚀固有的特点，也可以说是湿法腐蚀的缺点。湿法腐蚀通常还会使位于光刻胶边缘下边的薄膜也被腐蚀，这也会使腐蚀后的线条宽度难以控制，选择合适的腐蚀速度，可以减小对光刻胶边缘下边薄膜的腐蚀。 在进行湿法腐蚀的过程中，熔液里的反应剂与被腐蚀薄膜的表面分子发生化学反应，生成各种反应产物。这些反应产物应该是气体，或者是能溶于腐蚀液中的物质。这样，这些反应产物就不会再沉积到被腐蚀的薄膜上。控制湿法腐蚀的主要参数包括：腐蚀溶液的浓度、腐蚀的时间、反应温度以及溶液的搅拌方式等。由于湿法腐蚀是通过化学反应实现的，所以腐蚀液的浓度越高，或者反应温度越高，薄膜被腐蚀的速率也就越快。此外，湿法腐蚀跌反应通常会伴有放热和放气。反应放热会造成局部反应温度的升高，使反应速度加快；反应速率加快又会加剧反应放热，使腐蚀反应处于不受控制的恶性循环中，其结果将导致腐蚀的图形不能满足要求。反应放气产生的气泡会隔绝局部的薄膜与腐蚀的接触，造成局部的反应停止，形成局部的缺陷。因此，在湿法腐蚀中需要进行搅拌。此外，适当的搅拌（例如使用超声波震荡），还可以在一定程度上减轻对光刻胶下方薄膜的腐蚀。 目前常用的湿法腐蚀的材料包括：Si，SiO2和Si2N4等，下面我们将对此进行简要讨论。 一、Si的湿法腐蚀 在湿法腐蚀Si的各种方法中，大多数都是采用强氧化剂对Si进行氧化，然后利用HF酸与SiO2反应来去除SiO2，从而达到对硅的腐蚀目的。最常用的腐蚀溶剂是硝酸与氢氟酸和水（或醋酸）的混合液，化学反应方程式为 Si+HNO3+6HF——H2SiF4+HNO2+H2O+H2 其中，反应生成的H2SiF4可溶于水。在腐蚀液中，水是作为稀释剂，但最好用醋酸（CH3COOH），因为醋酸可以抑制硝酸的分解，从而使硝酸的浓度维持在较高的水平。对于HF-HNO3混合的腐蚀液，当HF的浓度高而HNO3的浓度低时，Si膜腐蚀的速率由HNO3浓度决定（即Si的腐蚀速率基本上与HF浓度无关），因为这时有足量的HF去溶解反应中生成的SiO2.当HF的浓度低而HNO3浓度高时，Si腐蚀的速率取决于HF的浓度（即取决于HF溶解反应生成的SiO2的能力）。 对Si的湿法腐蚀还可以用KOH的水溶液与异丙醇（IPA）相混合来进行。对于金刚石或闪锌矿结构，（111）面的原子比（100）面排的更密，因而（111）面的腐蚀速度应该比（100）面的腐蚀速率小。 采用SiO2层作为掩膜对（100）晶向的硅表面进行腐蚀，可以得到V形的沟槽结构。如果SiO2上的图形窗口足够大，或者腐蚀的时间比较短，可以形成U形的沟槽。如果被腐蚀的是（110）晶向的硅片，则会形成基本为直壁的沟槽，沟槽的侧壁为（111）面。这样就可以利用腐蚀速率对晶体取向的依赖关系制得尺寸为亚微米的器件结构。不过，这种湿法腐蚀的方法大多采用在微机械元件的制造上，在传统的集成电路工艺中并不多见。 二、SiO2的湿法腐蚀 SiO2的湿法腐蚀可以使用氢氟酸（HF）作为腐蚀剂，其反应方程式为： SiO2+6HF——SiF4+2H2O+H2 在上述的反应过程中，HF不断被消耗，因此反应速率随时间的增加而降低。为了避免这种现象的发生，通常在腐蚀液中加入一定的氟化氨作为缓冲剂（形成的腐蚀液称为BHF）。氟化氨分解反应产生HF，从而维持HF的浓度。NH4F分解反应方程式为 NH4F——NH3+HF 分解反应产生的NH3以气态被排除掉。 在集成电路工艺中，除了需要对热氧化和CVD等方式得到的SiO2进行腐蚀外，还需要对磷硅玻璃（简称PSG）和硼磷硅玻璃（简称BPSG）等进行腐蚀。因为这些二氧化硅层的组成成分并不完全相同，所以HF对这些SiO2的腐蚀速率也就不完全一样。基本上以热氧化方式生成的二氧化硅层的腐蚀速率最慢。 三、Si3N4的湿法腐蚀 Si3N4也是一种常用湿法腐蚀的材料。Si3N4可以使用加热的磷酸（130-150度的H3PO4）来进行腐蚀。磷酸对Si3N4的腐蚀速率通常大于对SiO2的腐蚀速率。

PCB蚀刻工序线路成形。

蚀刻液是由DI水，和EA添加剂，CL离子蚀刻盐，液氨，配制而成的碱性铜氨液，蚀刻液可以分为碱性和酸性CUCL液，主要是应用在PCB蚀刻工序线路成形。

半导体，指常温下导电性能介于导体与绝缘体之间的材料，半导体在收音机、电视机以及测温上有着广泛的应用。

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