KOH（氢氧化钾）刻蚀硅（Si）是一种常用的各向异性湿法刻蚀工艺，主要用于在硅片上制造V形槽或金字塔结构。刻蚀过程中，KOH对不同晶向的硅具有不同的腐蚀速率，从而导致特定角度的斜面形成。以下是关于KOH刻蚀Si(100)晶向的角度的详细说明：
1. KOH刻蚀Si的基本原理
各向异性：KOH对硅的刻蚀速率与硅的晶向密切相关。
(100)晶向：刻蚀速率最慢（约0.1~0.2 μm/min）。
(111)晶向：刻蚀速率最快（约1~10 μm/min）。
(110)晶向：刻蚀速率介于两者之间。
刻蚀机制：KOH通过破坏硅的Si-O键实现腐蚀，同时生成可溶的硅酸盐（如K₂SiO₃）。
2. Si(100)晶向的刻蚀角度
典型角度：当使用KOH刻蚀Si(100)晶向时，形成的斜面与硅片表面的夹角为54.7°。
原理：由于(100)晶向的刻蚀速率远低于(111)晶向，刻蚀后会暴露出与(111)晶向相关的斜面，形成固定的倾斜角度。
几何关系：
(100)晶向的法线方向与(111)晶向之间的夹角为54.7°。
因此，刻蚀后形成的V形槽侧壁与硅片表面的夹角为54.7°。
3. 影响刻蚀角度的因素
KOH浓度：
浓度越高，刻蚀速率越快，但角度基本保持不变（仍为54.7°）。
温度：
升高温度（如60~90℃）会加快刻蚀速率，但不会显著改变角度。
添加剂：
加入异丙醇（IPA）可抑制(111)晶向的刻蚀速率，从而略微调整角度（需精确控制配方）。
硅片掺杂：
重掺杂硼或磷的硅片可能会改变刻蚀速率，但对角度影响较小。
4. 实际应用中的注意事项
掩膜设计：
需根据54.7°的刻蚀角度设计掩膜图形，以确保刻蚀后结构符合预期。
刻蚀时间控制：
刻蚀时间决定V形槽的深度，需通过实验优化。
表面质量：
刻蚀后需彻底清洗残留的KOH和硅酸盐，避免污染后续工艺。
