制絨

分類

按矽原料分類狀況可分為單晶制絨與多晶制絨；

按腐蝕液的酸鹼性可分為酸制絨與鹼制絨。

原理

單晶矽片在一定濃度範圍的鹼溶液中被腐蝕時是各向異性的，不同晶向上的腐蝕速率不一樣。

利用這一原理，將特定晶向的單晶矽片放入鹼溶液中腐蝕，即可在矽片表面產生出許多細小的金字塔狀外觀，這一過程稱為單晶鹼制絨。

單晶制絨劑主要有EPW(乙二胺、鄰苯二甲酸和水)、TMAH(氫氧化四甲基銨)等，無機腐蝕劑主要有KOH、NaOH、Na2SiO3、Na3PO4等。同時為了最佳化工藝，常常在鹼溶液中加入添加劑，如異丙醇、(NH4)2S2O4、N2H4·H2O等。反應的主要方程式為

Si+2H2O+2OH= SiO2(OH)2+2H2

原理

常規條件下，矽與單純的HF、HNO3（矽表面會被鈍化，二氧化矽與HNO3不反應）認為是不反應的。但在兩種混合酸的體系中，矽則可以與溶液進行持續的反應，主要反應原理及步驟如下：

1.矽的氧化

硝酸/亞硝酸（HNO2）將矽氧化成二氧化矽（主要是亞硝酸將矽氧化）

Si+4HNO3=SiO2+4NO2+2H2O (慢反應)

3Si+4HNO3=3SiO2+4NO+2H2O (慢反應)

二氧化氮、一氧化氮與水反應，生成亞硝酸，亞硝酸很快地將矽氧化成二氧化矽

2NO2+H2O=HNO2+HNO3 (快反應)

Si+4HNO2=SiO2+4NO+2H2O (快反應)（第一步的主反應）

4HNO3+NO+H2O=6HNO2(快反應)

只要有少量的二氧化氮生成，就會和水反應變成亞硝酸，只要少量的一氧化氮生成，就會和硝酸、水反應很快地生成亞硝酸，亞硝酸會很快的將矽氧化，生成一氧化氮，一氧化氮又與硝酸、水反應。。。

這樣一系列化學反應最終的結果是造成矽的表面被快速氧化，硝酸被還原成氮氧化物。

2.二氧化矽的溶解

二氧化矽生成以後，很快與氫氟酸反應

SiO2+4HF=SiF4+2H2O;(四氟化矽是氣體)

SiF4+2HF=H2SiF6。

總反應

SiO2+6HF=H2SiF6+2H2O

最終反應掉的矽以氟矽酸的形式進入溶液。

這樣，二氧化矽被溶解之後，矽又重新露出來，一步、二步的反應不斷重複，矽片就可以被持續的腐蝕下去。

其他制絨方法還包括電化學制絨、反應離子刻蝕制絨、雷射制絨、掩膜制絨等，由於成本昂貴，未能形成產業化。

不管是單晶矽片還是多晶矽片，都可以用酸或者鹼來處理。無論用哪種方法處理，一般情況下，用鹼處理是為了得到金字塔狀絨面；用酸處理是為了得到蟲孔狀絨面。不管是哪種絨面，都可以提高矽片的陷光作用。