SiliziumÄtzung

SiliziumÄtzung bezeichnet das kontrollierte Entfernen von Silizium und verwandten Schichtmaterialien aus einer Halbleiterstruktur, um Mikrostrukturen zu erzeugen. In der Halbleiterfertigung dient sie dem Freilegen von Bereichen, dem Definieren von Kanälen, Durchkontaktierungen und MEMS-Strukturen. Es existieren nasschemische (nass) und trockene Ätzprozesse.

Nassätzung basiert auf chemischen Reaktionen in Flüssigkeiten und kann isotrop verlaufen, wodurch Material in alle Richtungen entfernt wird. Typische Reagenzien sind Kaliumhydroxid (KOH) oder Tetramethylammoniumhydroxid (TMAH) für Silizium, oft in Kombination mit Schutzschichten; fluorwasserstoffhaltige Lösungen eignen sich für das Abtragen von Siliziumdioxid. Die Selektivität gegenüber anderen Materialschichten spielt eine zentrale Rolle, ebenso Temperatureinfluss und Prozesszeit.

Trockene Ätzung verwendet Plasmen und kontrollierte Ionenenergie, z. B. RIE (Reactive Ion Etching) und DRIE (Deep Reactive Ion Etching, Bosch-Prozess), um gerichtete, vertikale Seitenwände zu erzeugen. Durch Parameterwahl von Gasen, Leistung und Druck lassen sich Richtungsabhängigkeit und Oberflächenrauheit steuern. Stopp-Schichten wie SiO2 ermöglichen selektives Ätzen und Sauberasbildung der Muster.

Anwendungen umfassen das Strukturieren von Silizium-Wafern für integrierte Schaltungen, MEMS, Sensoren und mikrofluidische Bauteile. Sicherheit: der Umgang mit gefährlichen Chemikalien (z. B. HF, starke Basen) erfordert geeignete Schutzausrüstung, gute Belüftung und ordnungsgemäße Abfallentsorgung. Umweltaspekte betreffen die Minimierung chemischer Abfälle und das Recycling von Lösungsmitteln. Neue Entwicklungen umfassen Atomic Layer Etching (ALE) und verbesserte Trockenätzprozesse zur Reduzierung von Seitenwandrauheiten.