В качестве травителя используют смесь кислот HF/HNO3. Следующие химические реакции суммируют основные механизмы изотропного травления кремния (стадии 1-4). Первоначально происходит окисление кремния до окиси кремния, а затем окись кремния травится фтористоводородой кислотой (HF) (стадия 4).

  1. Образование двуокиси азота (NO2)путем взаимодействия азотной кислоты с азотистой кислотой (HNO2), которая вседга присутствует в небольших количествах в азотной кислоте.

    HNO2 + HNO3 = 2NO2 + H2O

  2. Окисление кремния двуокисью азота.

    2NO2 + Si = Si2+ + 2NO2

  3. Образование окиси кремния SiO2

    Si2+ + 2(OH) = SiO2 + H2

  4. Травление окиси кремния SiO2

    SiO2 + 6HF = H2SiF6 + H2O

При высоких концентрациях HF скорость реакции травления определяется главным образом температурой травителя, что обусловлено сильной температурной зависимостью стадий 1-3 окисления кремния. При низких концентрациях HF скорость реакции травления контролируется диффузией из-за слабой температурной зависимости стадии 4 травления окиси кремния

Фтористоводородная кислота (HF) в отсутствии азотной кислоты (HNO3) не взаимодействует с кремнием. Скорость травления окиси кремния (SiO2) определяется в основном концентрацией HF.

Из-за высокой пористости окись кремния, нанесенная из паровой фазы (например CVD окисел) имеет более высокую скорость травления, чем термический окисел SiO2

Для контроля воспроизводимости скорости травления следует температуру травителя контролировать в пределах ╠ 0.5°C.

Разбавление смеси кислот HF/HNO3уксусной кислотой улучшает смачивание гидрофобной поверхности кремния травителем, что увеличивает и выравнивает скорость травления. Допированный кремний (n- и p-типа) травится быстрее, чем не допированный кремний.

Рекомендуемый состав для изотропного травления кремния:

HF : HNO3 : CH3COOH : H2O = 10,2% + 39,5% + 23.2% + 27,1%

на основании материалов фирмы MicroChemicals