Grabado de óxido tamponado

El grabador de óxido tamponado ( BOE ), también conocido como HF tamponado o BHF , es un grabador húmedo utilizado en microfabricación . Es una mezcla de un agente tamponador , como el fluoruro de amonio NH₄F , y ácido fluorhídrico (HF). Su uso principal es el grabado de películas delgadas de nitruro de silicio ₍ Si₃N₄ ) _o dióxido de silicio (SiO₂ _{) ,} mediante la reacción:

SiO ₂ + 4HF + 2NH ₄ F → (NH ₄ ) ₂ SiF ₆ + 2H ₂ O

_{El HF concentrado (típicamente 49 % de} HF en agua) graba el dióxido de silicio demasiado rápido para un buen control del proceso y también desprende la fotorresina utilizada en la fotolitografía . El grabado de óxido tamponado se usa comúnmente para un grabado más controlable. [ ^{1 ] El} tamponamiento del HF con NH₄F da como resultado una solución con un pH más estable; por lo tanto, concentraciones más estables de HF y HF⁻² , y una velocidad ^de grabado más estable. [ ^{2 ]}

Algunos óxidos producen productos insolubles en soluciones de HF. Por lo tanto, se puede agregar HCl a las soluciones de BHF para disolver estos productos insolubles y producir un grabado de mayor calidad. ^{[ 3 ]}

El grabado de óxido tamponado se puede producir en cantidades de laboratorio disolviendo polvo de NH₄F _en agua y agregando una solución de HF. ^{[ 4 ]}

Una solución de grabado de óxido tamponada con una proporción volumétrica de 6:1 de 40 % NH₄F _a 49 % HF grabará el óxido formado térmicamente a aproximadamente 2 nanómetros por segundo a 25 grados Celsius. ^{[ 1 ]} Se puede aumentar la temperatura para incrementar la velocidad de grabado. La agitación continua de la solución durante el proceso de grabado ayuda a obtener una solución más homogénea, que puede grabar de manera más uniforme al eliminar el material grabado de la superficie.

El grabado de óxido tamponado puede utilizarse en el grabado metalográfico de aleaciones de titanio . Las aleaciones de Ti más recientes (como Ti- Cu y Ti- Mo ) no se graban con la misma fiabilidad con los reactivos de grabado de Ti habituales, pero pueden grabarse con BOE y bifluoruro de amonio . ^{[ 5 ]}

_Las soluciones de HF tamponadas con NH₄F pueden utilizarse para mejorar el grabado de la zeolita y crear poros más grandes, lo que permite optimizar la baja velocidad de difusión característica de estas estructuras microporosas. Las soluciones simples de HF (y otros métodos ácidos de grabado) muestran una alta selectividad en la eliminación de aluminio de las zeolitas, reduciendo el número de posibles sitios ácidos de Brønsted y, por consiguiente, disminuyendo cierto rendimiento catalítico . Sin embargo, la adición de un tampón _de NH₄F da como resultado una solución con mayor presencia de HF y HF⁻² , lo que elimina Al y Si en proporciones más equitativas. ^{[ 6 ]}