纯净的半导体加入五价的磷元素,硅是四价原子,磷原子在硅的晶格中会电离出一个电子,磷原子带正电,电子作为载流子,所以是是N型半导体;掺杂三价硼,硼在硅的晶格中会缺少一个电子,硼带负电,产生空位处是空穴载流子,所以是P型半导体;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。
色谱过程中携带待测组分向前移动的物质称为流动相。与固定相处于平衡状态、带动样品向前移动的另一相。用作流动相的物质有:气体、液体、超临界流体等。常见的流动相主要有:乙腈-水溶液、乙腈-醋酸水溶液、甲醇-水溶液、乙腈-磷酸水溶液等。加一些磷酸的作用如下:
可以用来调节峰型。一般流动相的pH值是根据样品的pH值来定的,要根据样品的pKa或者pKb值来确定。磷酸就是通过调节酸碱性来修饰峰型。可以作为离子抑制剂,有助于分离物质。
扩展资料:
流动相应具备以下的特点:
流动相对样品具有一定的溶解能力,保证样品组分不会沉淀在柱中(或长时间保留在柱中)。流动相与样品不产生化学反应,流动相的黏度要尽量小,以便得到好的分离效果;降低柱压降,延长泵的使用寿命。
流动相的物化性质要与使用的检测器相适应。如使用UV检测器,最好使用对紫外吸收较低的溶剂配制。流动相沸点不要太低,否则容易产生气泡,导致实验无法进行。除去溶解在流动相中的微量气体既有利于检测,还可以防止流动相中的微量氧与样品发生作用。
参考资料来源:百度百科-流动相
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