硅各向異性腐蝕的仿真模型研究

嚴一峰，方玉明

(南京郵電大學 電子科學與工程學院，江蘇 南京 210023)

硅各向異性腐蝕的仿真模型研究

嚴一峰，方玉明

(南京郵電大學 電子科學與工程學院，江蘇 南京 210023)

為了在硅襯底上加工出多樣的微結構，滿足微機電系統的發展，硅各向異性腐蝕的仿真模型被大量研究。從襯底模型、腐蝕規則的制定、腐蝕速率、時間步長的角度出發，介紹了這些要素對幾何模型和原子模型所包含多種仿真方法的模擬精度和模擬效率的影響，歸納了各種仿真方法的適用場合和特點，并為提出更優化的方案提供了方向。其中連續CA方法和MC方法揭示了腐蝕的本質，模擬精度高，三維處理能力強，被廣泛應用。而原子模型算法簡單，運算速度快，在對結構簡單的MEMS仿真中也得到應用。所有仿真方法都可在權衡精度和效率的利弊后做出改進。

硅；各向異性腐蝕；仿真方法；模擬精度和模擬效率

因為簡單的蝕刻設備和出色的能力來制造特殊的微觀結構，硅的各向異性濕法化學刻蝕技術被廣泛用于制造各種微電子機械系統(MEMS)。硅的各向異性濕法化學腐蝕的過程很復雜，從宏觀上理解，不同晶向腐蝕速率的差異是由腐蝕液類型、晶向、溫度及濃度等因素決定的，從微觀上理解，考察的是不同的原子類型，差別甚至達到幾百幾千倍[1]。因而各種用于硅各向異性腐蝕模擬的模型被提出用于優化各向異性腐蝕過程和提高MEMS設計的效率。

近年來研究者們提出的腐蝕模型主要分為宏觀上理解腐蝕過程的幾何模型與微觀上理解腐蝕過程的原子模型兩大類?！?br>