硅的横向刻蚀技术研究

研究了SF6等离子体横向刻蚀硅的速率和对SiO2的选择性,主要通过改变SF6气体流量和加入O2,提高硅的横向刻蚀速率和对SiO2选择性。实验发现,加入O2能提高SF6等离子对Si的横向刻蚀速率和Si/SiO2的刻蚀速率比。Si的横向刻蚀速率最高可达0．45μm/min,Si/SiO2的刻蚀比可达50：1。最后提出,在一定刻蚀条件下,可增加SiO2掩膜厚度,或用金属铝作掩膜来加大Si的横向刻蚀量。     

不同添加气体对SiC材料SF_6干法刻蚀的影响

以六氟化硫 ( SF6)作为刻蚀气体 ,采用不同的添加气体 O2 或 N2 分别进行了 Si C薄膜的等离子体刻蚀 ( PE)工艺研究。实验表明 ,SF6中加入 O2 有助于 Si C材料刻蚀速率的提高 ;但是 ,在相同的刻蚀工艺条件下 ,N2 的加入只起到稀释气体的作用而未参与刻蚀反应 ,Si C刻蚀速率随 N2 的通入而有所降低     

基于BCl3感应耦合等离子体的蓝宝石光滑表面刻蚀

利用Ar/BCl3、Cl2/BCl3和SF6/BCl3感应耦合等离子体(ICP),研究了蓝宝石(Al2O3)材料的干法刻蚀特性.实验表明,优化BCl3含量(80%),可以提高对Al2O3衬底的刻蚀速率;在BCl3刻蚀气体中加入20%的Ar气可以在高刻蚀速率下同时获得优于未刻蚀Al2O3衬底表面的光滑刻蚀表面和较好的刻蚀侧壁,原子力显微镜(AFM)分析得到最优刻蚀平整度为0.039 nm,俄歇电子能谱(AES)分析其归一化Al/O原子比为0.94.     

等离子体横向刻蚀硅的特性研究

研究了用SiO2 +Al作掩模 ,SF6 +O2 混合气体等离子体对Si的横向刻蚀 ,其结果表明 ,在SF6 +O2 等离子体气氛中 ,Al是很好的保护膜 ,可以在待悬浮器件下形成大的开孔。因此 ,预计用这种技术 ,可以在Si片上集成横向尺寸为数百微米 ,具有优良高频性能的MEMSRF/MW无源器件 ,如开关、传输线、电感和电容等。     

CL2+SF6混合气体对Si和SiNx的离子刻蚀研究

采用统计实验方法研究了利用SF6 Cl2混合气体产生的等离子体进行Si和SiNx的反应离子刻蚀技术。在相同的输出功率和压力的条件下,将Si和SiNx的刻蚀速率和选择比表示为SF6百分比含量的函数。文中讨论了SF6含量的变化对刻蚀速率、选择比和坡度角的影响及刻蚀机理,证实了即使是SF6含量的少量改变也会对Si和SiNx的刻蚀速率、选择比和坡度角有重要的影响。并通过光谱分析来深层次地讨论刻蚀速率受SF6含量影响的原因。     

等离子体横向刻蚀性的特性研究

研究了用SiO2 Al作掩模，SF6 O2混合气体等离子体对Si的横向刻蚀，其结果表明，在SF6 O2等离子体气氛中，AL是很好的保护膜，可以在待悬浮器件下形成大的开孔。因此，预计用这种技术，可以在Si片上集成横向尺寸为数百微米，具有优良高频性能的MEMS RF/MW无源器件，如开关、传输线、电感和电容等。     

Pt电极的磁增强反应离子刻蚀的研究

以SF6/O2作为刻蚀气体,用磁增强反应离子刻蚀(MERIE)技术,对磁控溅射法制备的Pt电极进行了刻蚀。结果表明:Pt的刻蚀速率与刻蚀气体的混合比率以及刻蚀功率都有一定关系。在相同功率下,R[O2∶(SF6+O2)]=2/6,刻蚀速率达到极大值,功率为120W时,刻蚀速率极大值为12.4nm/min。AFM分析表明,薄膜表面的粗糙度随刻蚀功率增加而变大,均方根粗糙度从120W时的0.164nm增加到160W时的0.285nm。经优化工艺参数刻蚀后的Pt电极图形结构平整,边缘整齐。     

不同添加气体对SiC材料SF6干法刻蚀的影响

以六氟化硫（SF6）作为刻蚀气体,采用不同的添加气体O2或N2分别进行了SiC薄膜的等离子体刻蚀（PE）工艺研究。实验表明,SF6中加入O2有助于SiC材料刻蚀速率的提高;但是,在相同的刻蚀工艺条件下,N2的加入只起到稀释气体的作用而未参与刻蚀反应,SiC刻蚀速率随N2的通入而有所降低。     

SF6/O2/CHF3混合气体对硅材料的反应离子刻蚀研究

采用统计实验方法研究了利用SF6/O2/CHF3混合气体产生的等离子体进行硅的反应离子刻蚀技术.为了优化刻蚀条件,将刻蚀速率和选择比表示为SF6、O2、CHF3各自的流量以及气压和射频功率的函数.文中讨论了各种变量的变化对刻蚀速率和选择比的影响以及刻蚀机理,证实了加入CHF3可以显著地减小表面粗糙的结论.     

硅深刻蚀中掩蔽层材料刻蚀选择比的研究

基于硅的高深宽比微细结构是先进微器件的关键结构之一,在其加工工艺中,具有高选择比的掩蔽层材料是该结构实现的重要保证.研究了在感应耦合等离子体刻蚀过程中射频功率和气体流量对不同材料刻蚀性能的影响,获得了在SF6等离子体中Si,SiO2,MgO以及Al等材料的刻蚀速率,同时获得了在该等离子体中Si相对SiO2,MgO以及Al的选择比.通过比较研究,得到了硅深刻蚀中最佳的掩蔽层材料及刻蚀工艺参数.     

基于各向同性干法刻蚀的大面积悬空Al膜制备

热声传感器随着多孔硅的热致超声发射现象的发现越来越受到关注。热声传感器通过改变器件表面热量而在周围空气中产生交变压力,从而向外发出声波。热声传感器的关键器件是悬空金属薄膜。制备大面积悬空薄膜释放有一定的难度,需要考虑金属薄膜本身的应力与粘附效应。该文提出了两种基于各向同性干法刻蚀的制备金属薄膜的方法,利用XeF2/SF6制备悬空Al膜。由于XeF2与SF6气体刻蚀硅时对于Al有较高的选择比,XeF2对于硅是各向同性刻蚀且有很高的刻蚀速率,而通过设置感应耦合等离子体（ICP）刻蚀机的参数也可利用SF6达到各向同性刻蚀。基于上述特点制备了悬空Al膜,设计相应的制备流程,探索XeF2刻蚀机与ICP刻蚀机合适的刻蚀参数。所制备的悬空Al膜平整、无杂质,具有良好的形貌。     

双层侧壁保护的Si深槽刻蚀技术

提出了一种先进的ICP Si深槽刻蚀工艺。在"Bosch"工艺的基础上加以改进,以SF6/O2作为刻蚀气体,C4F8作为侧壁钝化气体,通过在刻蚀过程中引入少量的O2,使得在刻蚀Si深槽过程中侧壁形成由氧离子辐照产生的SiO2薄膜和CFx聚合物淀积产生的双层保护层,强烈保护Si槽侧壁不被刻蚀,保证了良好的各向异性刻蚀。同时,通过优化刻蚀和钝化的时间周期,进一步提高了刻蚀后Si槽的陡直度和平滑的侧壁效果。采用这种工艺技术可制作出满足台面晶体管、高性能梳状沟槽基区晶体管需要的无损伤、平滑陡直的Si槽侧壁形貌。     

ICP刻蚀参数对SOI脊形波导侧壁粗糙度的影响

研究了以C4F8/SF6/O2为刻蚀气体,利用ICP刻蚀技术制作SOI脊形光波导过程中,刻蚀参数与侧壁粗糙度的关系.实验结果表明偏压、气体比例、压强是影响侧壁粗糙度的关键参数,在低偏压、低C4F8/SF6比和较高压强下更容易获得低粗糙度的侧壁.通过优化刻蚀参数,获得了侧壁粗糙度和传输损耗相对较低的SOI脊形波导     

RIE对Ge衬底上制备亚波长结构形貌的影响

利用反应离子刻蚀(RIE)技术在Ge衬底上制备宽波段亚波长结构,研究了不同SF6/O2比例条件下在不同刻蚀时间、压强和射频功率对结构形貌及刻蚀深度的影响,并用SEM对刻蚀图形的表面形貌进行了观察.结果表明,SF6易与衬底发生反应,生成挥发性产物,加速了刻蚀速度.O2的加入生成的钝化膜会增强各向异性刻蚀,减慢了刻蚀速度,对衬底有刻蚀保护作用.增加压强可以增大刻蚀深度,但增加射频功率,刻蚀深度先是增加,达到一定值后下降.选择合适的工艺参数可以获得较为理想的金字塔形结构.     

波长和气氛对激光诱导硅表面微结构的影响

为了研究特定气氛下激光辐照对单晶硅表面微结构的影响,采用红外(基频波长1064nm)和紫外(3次谐波波长355nm)YAG纳秒激光脉冲连续辐照方法,分别在SF6、空气、N2和真空环境下对硅表面微结构进行了实验研究。得到红外纳秒激光在SF6和空气中形成的微结构较真空和N2下有更高的纵横比;紫外纳秒激光在SF6和真空中产生的锥形结构比N2和空气中要更为显著,但SF6中形成的微结构上有絮状物的结果。结果表明,激光波长和环境气氛对微结构的形成起着决定性作用,且激光辅助化学刻蚀的效率不同。该结果对深入研究纳秒激光在特定气氛下诱导硅表面微结构是有帮助的。     

基于SiCl4/SF6的GaAs/AlAs ICP选择性干法刻蚀

报道了GaAs/AlAs的电感耦合等离子体(ICP)选择性干法刻蚀,刻蚀气体为SiCl4/SF6混合物.研究了在不同SiCl4/SF6气体配比、RF偏压电源功率和气室压力下,GaAs,AlAs的平均刻蚀速率与二者的选择比.合适的SiCl4/SF6气体比例(15/5sccm),低的RF偏压电源功率和高的气室压力将加强AlF3非挥发性生成物的形成,进而提高GaAs/AlAs的选择比.在SiCl4/SF6气体比例为15/5sccm,RF偏压电源功率为10W,主电源功率为500W,气室压力为2Pa时,GaAs/Al-As的选择比达1500以上.采用喇曼光谱仪对不同RF偏压电源功率和气室压力下,GaAs衬底被刻蚀面等离子体损伤进行了测试,表面形貌和被刻蚀侧壁分别采用原子力显微镜(AFM)和扫描电镜(SEM)进行观察.