Corodare sau gravarea

1. Generalități

Corodarea sau gravarea chimică (lb. engleză) este folosită îndeosebi în tehnologia siliciului, întâlnită în mod obișnuit în microelectronică și în tehnologia macrosistemelor, pentru realizarea de structuri de suprafață și tridimensionale.

Prin definiție [*Lit.18], [Ant.95], prin corodare chimică (în lb. engleză „etching”) se înțelege tehnica de dizolvare chimică a unui strat de material (Fig.1), realizată cu ajutorul unei soluții de corodare, care poate fi acidă sau alcalină. Materialul (stratul de material) de corodat poate fi material izolant, material semiconductor etc

Soluțiile de corodare chimică (corodanți chimici) au compoziții chimice stabilite în funcție de caracteristicile materialui corodat cât și de factori ai prelucrării cum ar fi temperatura de lucru, compoziția chimică a substanței chimice active etc. Ca produse principale de corodare chimică a siliciului [*Lit.18], [Ant.95] se întrebuițează soluția de hidroxid de potasiu sau hidroxid de sodiu KOH, în apă sau alcool izopropilic (sau izopropanol sau alcool de izopropil, cu formula moleculară C3H8O sau C3H7OH), un amestec de acid azotic HNO3 (acid nitric) și acid fluorhidric HF (primul realizează oxidarea siliciului, al doilea dizolvă stratul de oxid format) într-o soluție de acid acetic (CH3COOH) care favorizează acțiunea acidului azotic, soluție de etilendiamină - pirocatecol (EDP sau EPW) în apă etc.

Corodarea chimică se efectuează în băi de corodare sau prin pulverizarea materialului de corodat cu agentul coroziv [Lac.05].

În practică se folosesc două tipuri de corodare chimică:

- corodarea chimică “umedă” (în lb. engleză „wet chemical etching”);

- corodarea “uscată” (în lb. engleză „dry etching”) realizată prin diverse metode fizice.

În cazul tehnologiei microsistemelor, metodele de corodare chimică trebuie să îndeplinească următoarele principale cerințe:

- să asigure un grad înalt de precizie procesului de corodare;

- să asigure productivitatea prelucrării și cerințele de protecție a mediului ambiant.

2. Proprietăți de bază ale corodării chimice

Corodarea (gravarea) este caracterizată de două proprietăți de bază: proprietatea de selectivitate și proprietatea de izotropie sau anizotropie.

Selectivitatea substanței de corodare constă în capacitatea acesteia de a dizolva selectiv materiale specifice la o viteză de corodare mai rapidă decât în cazul altor materiale, ce nu trebuie corodate, existente pe placa de prelucrat sau de a nu coroda partea materialului de corodat protejată de o mască (Fig.1).Selectivitatea este definită cu raportul:

Selectivitate = viteza de corodare a materialului de corodat / viteza de corodare a altor materiale.

Izotropia sau anizotropia definește modul în care valorile vitezei de corodare sunt aceleași sau diferite pe direcțiile materialului de corodat. Procesul de corodare este izotropic atunci când viteza de corodare este aceeași pe orice direcție a materialului corodat. Procesul de corodare este anizotropic atunci când viteza de corodare este diferită pe direcții diferite ale materialului corodat.

În funcție de mediul în care are loc procesul de corodare, se întâlnesc două metode de corodare chimică:

1. corodare chimică în soluție (umedă);

2. corodare chimică uscată.

Selectarea unui proces de corodare (gravare) chimică se face după următoarele principale criterii [Bra.05]:

- viteza de corodare a materialului supus prelucrării;

- selectivitatea materialului de corodat;

- tipul corodării: izotropă sau anizotropă.

-