人工晶体学报

作者：张辉, 钱珺, 洪莉莉

单位：1.南京工业职业技术大学机械工程学院,南京 210000; ；2.东南大学机械工程学院,南京 210000

关键词：单晶硅,湿法刻蚀,表层形貌,晶面,各向异性,活性剂,蒙特卡罗,仿真,

基金：江苏省工业感知及智能制造装备工程研究中心开放基金(ZK22-05-07);南京工业职业技术大学引进人才科研启动基金(YK20-01-08)

本文针对单晶硅在不同温度、浓度、表面活性剂等多种刻蚀条件下的形貌模拟问题,构建了硅原子结构模型并分析了其主要晶面刻蚀速率和对应原子结构之间的关系,提出了适应于单晶硅刻蚀模拟的表层原子刻蚀函数(Si-RPF),明确了晶面宏观刻蚀速率与原子微观移除概率之间的数值联系,构建了基于遗传算法的动力学蒙特卡罗各向异性湿法刻蚀工艺模型(Si-KMC)。该工艺模型可以基于台阶流动理论,从原子角度解释单晶硅刻蚀各向异性的成因,能够明确不同类型的原子在刻蚀过程中的作用和实现对不同刻蚀条件下单晶硅衬底三维刻蚀形貌的精确模拟。对比有无表面活性剂添加条件下的单晶硅刻蚀实验数据和模拟结果表明,Si-KMC刻蚀工艺仿真模型模拟结果可以达到90%以上仿真精度。

来源：2023年第11期

《人工晶体学报》期刊编辑部

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