在半導體材料硅的表面清潔處理，硅片機械加工后表面損傷層的去除、直接鍵合硅片的減薄、硅中缺陷的化學腐蝕等方面要用到硅的化學腐蝕過程。下面討論硅片腐蝕工藝的化學原理和拋光工藝的化學原理。

　　硅片腐蝕工藝的化學原理

　　硅表面的化學腐蝕一般采用濕法腐蝕，硅表面腐蝕形成隨機分布的微小原電池，腐蝕電流較大，一般超過100A/cm2，但是出于對腐蝕液高純度和減少可能金屬離子污染的要求，目前主要使用氫氟酸（HF），硝酸（HNO3）混合的酸性腐蝕液，以及氫氧化鉀（KOH）或氫氧化鈉（NaOH）等堿性腐蝕液。現在主要用的是HNO3-HF 腐蝕液和NaOH 腐蝕液。下面分別介紹這兩種腐蝕液的腐蝕化學原理和基本規律。

　　1.HNO3-HF 腐蝕液及腐蝕原理

　　通常情況下，硅的腐蝕液包括氧化劑（如HNO3）和絡合劑（如HF）兩部分。其配置為：濃度為70%的HNO3 和濃度為50%的HF 以體積比10～2:1，有關的化學反應如下：

　　3Si+4HNO3=3SiO2↓+2H2O+4NO↑

　　硅被氧化后形成一層致密的二氧化硅薄膜，不溶于水和硝酸，但能溶于氫氟酸，這樣腐蝕過程連續不斷地進行。有關的化學反應如下：

　　SiO2+6HF=H2［SiF6］+2H2O

　　2.NaOH 腐蝕液

　　在氫氧化鈉化學腐蝕時，采用10％～30％的氫氧化鈉水溶液，溫度為 80～90℃，將硅片浸入腐蝕液中，腐蝕的化學方程式為

　　Si＋H2O+2 NaOH =Na2SiO3+2H2↑

　　對于太陽電池所用的硅片化學腐蝕，從成本控制，環境保護和操作方便等因素出發，一般用氫氧化鈉腐蝕液腐蝕深度要超過硅片機械損傷層的厚度，約為20～30um。

　　拋光工藝的化學原理

　　拋光分為兩種：機械拋光和化學拋光，機械拋光速度慢，成本高，而且容易產生有晶體缺陷的表面。現在一般采用化學-機械拋光工藝，例如銅離子拋光、鉻離子拋光和二氧化硅-氫氧化鈉拋光等。

　　1. 銅離子拋光

銅離子拋光液由氯化銅、氟化銨和水，一般以質量比60:26:1000 組成，調節PH=5.8 左右，或者以質量比80:102.8:1000，其反應原理如下：

　　Si+2CuCl2+6NH4F=（NH4）2［SiF6］+4NH4Cl+2Cu

　　銅離子拋光一般在酸性（pH 為5～6）條件下進行，當pH﹥7 時，反應終止，這是因為pH=7 時銅離子與氨分子生成了穩定的絡合物-銅氨絡離子，這時銅離子大大減少，拋光作用停止了。拋光反應速度很快，為防止發生腐蝕，取片時不能在表面殘留拋光液，應立即進行水拋，也可以在取片前進行稀硝酸漂洗，可以再洗一次，防止銅離子污染。

　　2.鉻離子拋光

　　鉻離子拋光液由三氧化二鉻、重鉻酸銨和水一般以質量比1:3：100 組成，其反應原理如下：

　　3Si+2Cr2O72-+28H+=3Si4++4Cr3++14H2O

　　三氧化二鉻不溶于水，對硅表面進行研磨，重鉻酸銨能不斷地對硅表面進行氧化腐蝕，與三氧化二鉻的機械研磨作用相結合，進行拋光。

　　3.二氧化硅-氫氧化鈉拋光法

　　二氧化硅-氫氧化鈉拋光配置方法有三種：

　　（1）將三氯氫硅或四氯化硅液體用氮氣攜帶通入到氫氧化鈉溶液中，產生的沉淀在母液中靜置，然后把上面的懸浮液輕輕倒出，并調節pH 值為9.5～11。其反應如下：

　　SiCl4+4NaOH=SiO2↓+4NaCl+2H2O

　　SiHCl3+3NaOH=SiO2↓+3NaCl+H2O +H2↑

　　（2）也可以利用制備多晶硅的尾氣或硅外延生長時的廢氣生產二氧化硅微粒。反應如下：

　　SiCl4+4H2O=H2SiO3↓+4HCl

　　H2SiO3=SiO2+H2O

　　（3）用工業二氧化硅粉和水以質量比為150:1000 配置，并用氫氧化鈉調節pH 值為9.5～11。拋光液的pH 值為9.5～11 范圍內，pH 值過低，拋光很慢，PH 值過高產生較強的腐蝕作用，硅片表面出現腐蝕坑。