为了方便确定硅片的晶向以及导电类型，硅片的形状往往如图1.3所示：

图1.3硅片

其中，最长的边称为主平面，短的边称为次平面，两者结合来确定硅片的晶面晶向及其导电类型，比如主平面和次平面之间的角为180度的硅片，其朝上的晶面为(100)晶面，导电(掺杂类型)为n型——电子导电，掺杂第五主族元素。

1.2　湿法腐蚀

根据最终腐蚀的截面形貌，硅的湿法腐蚀分为各向同性和各向异性腐蚀，如图1.4所示，各个方向上腐蚀速率相同的被称为各向同性湿法腐蚀，各个方向上腐蚀速率不同的被称为各向异性湿法腐蚀，各向同性的腐蚀形貌过渡平滑，而各向异性的腐蚀形貌有明显棱角。

图1.4腐蚀的截面形貌

单晶硅的各向异性湿法刻蚀被广泛用来制作各种微电子机械系统(MEMS)器件，比如压力传感器、加速度传感器、墨水喷射打印头和化学分析系统等。这些应用主要是利用单晶硅的<111>方向是稳定的，和其他方向相比有极其低的刻蚀速率等特点，形成所需的各种微结构[6][7]。

湿法刻蚀是一种在液体中的化学过程，不会像干法刻蚀那样由于等离子体作用产生电荷积累和辐射损害[8][9][10]，而且湿法刻蚀具有批量生产的能力，均匀性好，成本低，因此在工业界广受欢迎。

在KOH溶液中各向异性湿法腐蚀的反应过程被认为是溶液中的氢氧根与硅晶体表面有悬键的硅原子结合，这样硅原子便离开了晶体进入溶液中。从定性的角度分析，不同晶面上有悬键的原子数量不同，因此造成了不同晶面有不同的腐蚀速率，晶面上的悬键越多，硅原子越容易和溶液中的氢氧根作用，因此反应速率越快[11]。

如图1.5，原子及其断键的分布情况，可以看出(100)面有两个断键两个反向键；(110)面有一个断键，两个暴露的反向键和一个未暴露反向键；(111)面有一个断键和三个反向键。因此，观察到的反应速率为，(100)面最快，(110)面居中，(111)面最慢。

图1.5原子及其断键的分布

关于各向异性湿法腐蚀，人们关心的问题主要是腐蚀速率和表面粗糙度，其中腐蚀速率主要受温度和溶液浓度的影响，表面粗造度除了与前两者有关之外，还受到添加剂的影响。如图1.6年研究的刻蚀速率随KOH溶液浓度的变化，结果表明腐蚀速率并不是与KOH呈简单的线性关系，而是有一个峰值[12]。而温度对腐蚀速率的影响则简单的呈线性关系，温度越高，速率越快。