Abstract
The anisotropic etching behavior of single crystal silicon were studied in aqueous KOH solution. N-type (100) oriented single crystal silicon wafers were used for the study, and the $SiO_2$ layer, whose etching rate is known to be much slower than that of silicon in the KOH solution, was used as a mask for the silicon etching. The silicon etching rate and the etching properties are shown to be a function of etchant temperature uniformity, circulation speed, and circulation direction of the etchant as well as the etchant concentration and the temperature. The etching rate is increased as the temperature is increased from $10\mu \textrm{m}/hr$ to $250\mu \textrm{m}/hr$ in the range of $50^{\circ}C~105^{\circ}C$. Hillock density and height is observed to be correlated with the etchant concentration and the etch temperature. The variation of the hillock density was explained by the ratio between the etching rate of (100) orientation and that of (111) orientation.
KOH 용액을 이용한 단결정 실리콘의 이방성 식각 특성을 조사하였다. n형 (100) 단결정 실리콘 웨이퍼를 시료로 사용하였으며, 식각 비율이 월등히 작은 $SiO_2$층을 실리콘 식각의 마스크로 사용하였다. 실리콘의 식각속도와 식각상태는 KOH 용액의 농도와 온도조건 뿐만 아니라 용액의 균일도, 용액의 교반속도와 교반방향 등에 따라 큰 차이가 발생하였다. 실리콘의 식각 속도는 KOH 농도가 낮아질수록 증가하며, 온도는 높아질수록 증가하는 경향을 보였으며, 20 wt%~50 wt%의 농도 범위와 $50^{\circ}C~105^{\circ}C$의 온도 범위에서 식각속도는 $10\mu \textrm{m}/hr~250\mu\textrm{m}/hr$로서 큰 폭으로 변화하였다. 식각된 표면의 거칠기중 hillock의 발생은 (100)면과 (111)면의 식각 속도 비율이 커질수록 증가함을 알 수 있었다.
