光電化學刻蝕在光照射下，半導體基質在與其相接觸的電解質溶液中的溶蝕過程，這種技術用於半導體表面的光學製版工藝。
基本介紹
- 中文名：光電化學刻蝕
- 外文名：Photoelectrochemical etching
光電化學,電化學的特點,半導體刻蝕,光電刻蝕的過程,
光電化學
20世紀70年代以來，人們對光電化學進行了廣泛研究，促進了電化理論和電化學與固體物理、光化學、光物理多門科學交叉領域理論的迅速發展。而且光電化學在太陽能轉換為化學能，即光電合成和光催化合成方面，在感測器、光電顯色材料和信息存貯材料方面，在醫學上用以滅菌、殺死癌細胞等方面，展示出廣闊的套用前景。光電化學領域正在著重開展光電化學過程的電荷轉移和能量轉換的研究，主要包括：半導體表面性質與電荷轉移的關係、電解質溶液(包括高濃度無機電解質溶液、有機電解質溶液、含各種不同氧化還原對溶液等)對半導體界面電荷轉移的影響；半導體、修飾物、電解質溶液界面電荷轉移的理論模型及界面效應；半導體光電化學腐蝕動力學、半導體表面的光電化學刻蝕等。
電化學的特點
電化學雖然是一門歷史悠久的學科，但是由於現代科學技術的迅速發展，檢測儀器和手段的發展，檢測分子水平信息的現譜學電化學技術的建立及非現場表面物理技術的套用．有關電化學界面結構和界面行為的原子、分子水平信息的大量湧現，促使電化學進人由巨觀到微觀，由經驗及唯象到非唯象理論的突破時期。
現代電化學發展有幾個特點：①研究的具體體系大為擴展；②處理方法和理論模型開始深人分子水平；③實驗技術迅速提高、創新，建立和發展了在分子水平上檢測電化學界面的現場譜學電化學技術。
半導體刻蝕
某一種半導體的刻蝕，其刻蝕速率大大超過另一半導體的刻蝕速率；或者雖然是同一種半導體，但是不同導電類型、不同摻雜成分、不同摻雜程度而導致的刻蝕速率不同稱為半導體的選擇性刻蝕，兩種不同材料的腐蝕速率比稱為選擇比。
由於濕法刻蝕總是在掩模的掩蔽下或者在另一種作為犧牲成分的掩蔽下進行的，所以刻蝕比是濕法刻蝕的一個重要參數。選擇性刻蝕包括化學的、電化學的以及在光照下的電化學刻蝕。例如，半導體矽是製造各種電子器件的良好材料，製備半導體薄膜矽的一種：療法就是利用電化學的選擇性腐蝕方法，在p型Si上外延n型Si的薄層，製備歐姆接觸後製成電極，在含有聯胺或者氫氧化鈉的溶液中，在Si電極上設定正向偏壓，基底P型Si正常地發生電化學腐蝕而溶解，當p型矽溶解至露出n型薄層時，n型Si發生陽極氧化生成氧化膜，從而使溶解自動停止，形成n型Si的薄膜，用這種方法製成的薄膜，其厚度可控制在20mm。
又如在n型GaAs襯底上外延p型的GaAl0.5As，在30℃溫度時，用30%H2O2水溶液，以NH4OH調pH值至7，此溶液可選擇性地腐蝕n-GaAs，而對p-GaAl0.5As則基本不腐蝕。採用40%HF的溶液，可選擇性地腐蝕p-GaAl0.5As，而對n-GaAs則基本不腐蝕。用此方法可製得十分平整光亮的活性光陰極。在HBT器件中，對於選擇腐蝕的要求更高。
光電刻蝕的過程
近年來，採用光輔助或光電化學無掩模刻蝕的方法研究已經開始，即用一束聚焦雷射在半導體/電解液界面上形成局部的亮區和暗區，在這局部的微區間形成電勢差和濃度差，從而使半導體表面局部產生光電化學刻蝕，如採用步進電機使工作樣品作X-Y二維移動，步進電機通過驅動器與計算機相接，可以利用計算機控制在半導體表面上刻蝕出各種需要的圖案，利用雷射束的相干性，還可獲得雷射光電化學刻蝕的全息圖。它的最簡單的套用是製造半導體的衍射光柵。
