基于非线性激光光刻的硅三维结构化选择性湿化学刻蚀剂开发
应用物理
2023-09-25 v1 材料科学
光学
摘要
近期展示的晶体硅（c-Si）晶圆内高质量三维（3D）亚表面激光加工为多学科研究领域的广泛应用打开了大门。利用该技术，通过刻蚀 c-Si 晶圆的激光加工区域，成功制备了表面反射与覆盖可精确控制的新型无掩模微柱。为此，开发了一种特定的选择性湿化学刻蚀方法，以承接 c-Si 的亚表面激光加工，显现具有光滑表面的所需 3D 结构。在此，我们报道了一种基于硝酸铜、无铬的新型化学刻蚀配方的开发，其在激光加工 Si 表面与亚表面均实现高刻蚀速率与高选择性，即未改性 Si 无明显刻蚀。我们的结果表明，刻蚀速率与表面形貌相互关联，并受所采用刻蚀液组成的强烈影响。在室温下开展广泛的组成研究后，我们确定了对于激光改性 Si 相对未改性 Si 选择性超过 1600 倍的刻蚀剂。我们还通过 HF 与 Cu 吸附能的密度泛函理论计算支撑了发现，表明 c-Si 与激光改性表面存在显著多样性。
引用
@article{arxiv.2309.12328,
title = {Development of a Selective Wet-Chemical Etchant for 3D Structuring of Silicon via Nonlinear Laser Lithography},
author = {Mona Zolfaghari Borra and Behrad Radfar and Hisham Nasser and Tahir Çolakoğlu and Onur Tokel and Ahmet Turnalı and Merve Demirtaş and Hande Ustunel and Daniele Toffoli and F. Ömer İlday and Raşit Turan and Ihor Pavlov and Alpan Bek},
journal= {arXiv preprint arXiv:2309.12328},
year = {2023}
}