随着MEMS技术中硅基高深宽比微细结构和3-D封装中穿透硅通孔技术的应用,硅的感应耦合等离子体（ICP）刻蚀技术成为国内外研究的热点。本文采用中科院微电子研究中心ICP-98A高密度等离子体刻蚀机,研究了不同工艺参数对硅刻蚀速率的影响,获得较好的硅快速刻蚀工艺;通过对掩蔽层图形化的工艺、掩蔽层材料对硅的刻蚀选择比、交替复合深刻蚀技术中的单步保护层淀积工艺以及硅的各向异性刻蚀工艺等研究,实现了硅基通孔结构。本文研究了硅快速刻蚀技术和硅深刻蚀技术。首先通过大量的实验得出不同工艺参数,如射频功率、气体流量、自偏压以及不同掺杂气体等对硅刻蚀速率的影响,得到了硅快速刻蚀的工艺参数。其次对适用于ICP-98A高密度等离子体刻蚀机的硅深刻蚀技术进行了研究。设计并通过实验得出基于腐蚀和剥离技术的掩蔽层薄膜图形化工艺;通过研究SiO₂、MgO和Al在SF₆中的刻蚀速率以及对硅的刻蚀选择比,得出硅对MgO的刻蚀选择比大于1000:1,适于在硅深刻蚀中作为掩蔽层材料。本文采用交替复合深刻蚀技术实现硅的深刻蚀,分别研究了CF₄、C₄F₈和O₂作为钝化气体的保护层沉积工艺和采用SF₆和CF₄、SF₆和C₄F₈、SF₆和O₂对硅进行各向异性刻蚀的工艺,根据测试结果,选用SF₆和O₂作为刻蚀和钝化气体进行交替复合深刻蚀。在此工艺研究的基础上,对工艺流程进行了优化,综合考虑刻蚀速率、侧壁垂直度、深宽比等因素,提出了分阶段采用不同刻蚀工艺的方法,最终实现深度为420μm,深宽比为4:1,侧壁垂直度达88.2°的硅基通孔结构。通过本论文的研究,获得了一组较好的适用于国产手动等离子体刻蚀设备的硅深刻蚀工艺参数。