红外焦平面用面阵微透镜的氩离子束刻蚀制作

讨论了制作大面阵矩底拱面状微透镜阵列的工艺条件，给出了氩离子束刻蚀制作红外焦平面用面阵微透镜的离子束刻蚀速率的经验关系式，通过实验获得了光电材料几种常用的氩离子束刻蚀速率与氩离子束能量之间的关系曲线，用扫描电子显微镜测量了所制微透镜阵列的微结构形貌特征。     

非梯度折射率型面阵平面微透镜

采用常规的光刻热熔法及灰度掩模技术,结合离子束蚀刻与溅射制作面阵非梯度折射率型平面折射和平面衍射微透镜,定性分析了不同的工艺条件下所得到的平面端面微光学折种和形貌特征。给出了在石英衬底表面通过光刻热熔工艺和氩离子束蚀刻所得到的两种球面及圆弧轮廓特征的面阵册形掩模的表面探针测试曲线,对平面微透镜阵列与IRCCD成像芯片和半导体激光器阵列的集成结构作了初步分析。     

折射微透镜制备中的离子束刻蚀过程的计算机模拟

建立氩离子束对光刻蚀胶微透镜的刻蚀模型,模拟折射微透镜制备中的离子束刻蚀工艺过程。通过模拟可以在预先获得离子束在不同倾斜入射状态下所得到的折射微透镜的截面轮廓,为优化离子束的刻蚀工艺奠定基础,同时也可以确定刻蚀过程的终点时刻。     

折射微透镜制备中离子束刻蚀过程的计算机模拟

建立氩离子束对光刻胶微透镜的刻蚀模型,模拟折射微透镜制备中的离子束刻蚀工艺过程。通过模拟可以预先获得离子束在不同倾斜入射状态下所得到的折射微透镜的截面轮廓,为优化离子束的刻蚀工艺奠定基础,同时也可以确定刻蚀过程的终点时刻。     

线列熔融石英微透镜阵列的光刻和氩离子束刻蚀制备

采用光刻和熔融成形法制备线列长方形供面光致抗蚀剂微透镜图形，采用固化技术对其作重整化处理，采用氩离子（Ar＋）束刻蚀有效地实现线列长方形拱面光致抗蚀剂微透镜图形阵列向熔融石英（SiO2）基片上转移。所制单元熔融石英微透镜底部的外形尺寸为300×95μm2，平均冠高14．3μm，平均曲率半径为86μm，平均焦距为258．1μm平均F／数2.7,平均大T／数2．9；平均光焦度5．8×10(－3)折光度。扫描电子显微镜（SEM）和表面探针测试表明，所制成的线列熔融石英微透镜阵列的图形整齐均匀，每个单元长方形拱面熔融石英微透镜的轮廓清晰，表面光滑平整。实验结果证实，光刻／氩离子束刻蚀技术适用于制备具有良好的均匀性和光学质量的单片熔融石英微透镜阵列器件，此技术对于制备与大面阵凝视焦平面成像探测器相匹配的大面降微透镜阵列具有重要意义。     

聚焦离子束刻蚀性能的研究

对聚焦离子束 (FIB)的基本刻蚀性能进行了实验和研究 .通过扫描电镜对 FIB刻蚀坑的观测 ,给出了在不同材料上 (硅、铝和二氧化硅 ) FIB的刻蚀速率及刻蚀坑的形貌同离子束流大小的关系 .由于不同材料的原子结合能、原子量及晶体结构等因素对离子束溅射产额的影响 ,从而影响着离子束的刻蚀速率 ;随着离子束流的增大 ,刻蚀速率并非线性增加 ,且刻蚀坑的形貌越来越不均匀 ,对此也作了系统的分析和探讨     

铌酸锂微纳米结构的制备与分析

为实现铌酸锂光学器件的高效集成，在其表面制备亚波长结构是实现其光学特性的最佳方式。然而，目前使用的聚焦离子束刻蚀、激光刻蚀、湿法刻蚀等方法很难简单、经济、较快地制备铌酸锂亚波长结构。鉴于此，本课题组基于有限元仿真及低能离子束刻蚀技术，研究了不同离子束参数下刻蚀的铌酸锂亚波长结构及其透射率。采用Lambda950分光光度计和原子力显微镜分别对刻蚀后的铌酸锂样品的透射率、均方根粗糙度、纳米结构的纵向高度和表面形貌进行了分析。结果表明：当离子束入射角度为70°、入射能量大于600 eV、束流大于40 mA、刻蚀时间大于60 min时，铌酸锂样品表面形成了大面积的锥形纳米结构，并且纳米结构的高度随着离子束刻蚀参数的增大而增大；在可见光波段，铌酸锂表面纳米结构越高，增透效果就越明显；当入射能量为1000 eV、离子束束流为40 mA、入射角度为70°、刻蚀时间为120 min时，铌酸锂表面刻蚀出了纵向高度为143.5 nm的锥形结构，此时在可见光范围内铌酸锂样片的峰值透射率为83.5%，相较于原片的透射率提高了约12.5个百分点。     

干法刻蚀InSb时Ar气含量的选取

感应耦合等离子体(ICP)刻蚀技术是目前国际制备InSb台面结型焦平面阵列技术的主流技术之一。文章研究采用ICP刻蚀技术,以CH4/H2/Ar刻蚀气体体系对InSb材料进行干法刻蚀时刻蚀气体体系中Ar气体积组分对材料刻蚀形貌及器件性能的影响。实验方案设置为在控制其他实验变量相同的情况下设置不同Ar气体积分数的刻蚀气体体系对InSb材料进行台面蚀刻,通过扫描电子显微镜(SEM)、激光共聚焦显微镜考察台面刻蚀形貌,通过I-V测试得到的器件性能结果考察刻蚀损伤情况。从实验结果得到,Ar体积占据总气体体积的30%～35%时台面刻蚀形貌良好,表面损伤轻,器件性能良好,刻蚀工艺满足要求。     

聚焦离子束刻蚀性能的研究

对聚焦离子束（FIB）的基本刻蚀性能进行了实验和研究．通过扫描电镜对FIB刻蚀坑的观测,给出了在不同材料上（硅、铝和二氧化硅）FIB的刻蚀速率及刻蚀坑的形貌同离子束流大小的关系．由于不同材料的原子结合能、原子量及晶体结构等因素对离子束溅射产额的影响,从而影响着离子束的刻蚀速率;随着离子束流的增大,刻蚀速率并非线性增加,且刻蚀坑的形貌越来越不均匀,对此也作了系统的分析和探讨．     

用红外反射光谱研究离子束作用后碲镉汞的表面形貌

对经过低能离子束刻蚀前后的碲镉汞材料表面，测量其红外反射光谱，发现在刻蚀时间较短的情况下可以用扩散散射模型很好地解释刻蚀前后光谱的变化，由此方法得到的表面均方根粗糙度与材料和刻蚀条件没有明显的关系，约为６０－１００ｎｍ。这一结果为研究碲镉汞的表面形貌提供了新的手段。     

啁啾光纤光栅相位掩模槽形控制新方法研究

在啁啾光纤光栅相位掩模的制作中,针对光刻胶光栅槽形要求比较高的问题,提出离子束刻蚀和反应离子束刻蚀相结合的方法,来实现对相位掩模槽形占宽比的控制.运用高级线段运动算法模拟分析刻蚀中的图形演化,用Ar离子束刻蚀对光刻胶光栅掩模形貌进行修正,然后采用CHF3反应离子束刻蚀,实验和模拟均表明,Ar离子束刻蚀能很好的改善掩模与基片交界处的基片侧壁形貌,使得在CHF3反应离子束刻蚀下能得到较小的占宽比.对槽形控制提供了有意义的实验手段.     

InSb面阵探测器铟柱缺陷成因与特征研究

通过基于正性光刻胶的不同像元尺寸铟柱阵列及器件制备,研究In Sb面阵探测器铟柱缺陷成因与特征.分别研制了像元尺寸为50μm×50μm、30μm×30μm、15μm×15μm的面阵探测器的铟柱阵列,并制备出In Sb面阵探测器,利用高倍光学显微镜和焦平面测试系统对制备的芯片表面形貌、器件连通性及性能进行了检测与分析.研究结果表明:当像元尺寸为50μm×50μm时,芯片表面形貌和器件连通性测试结果较好;随着像元尺寸减小,芯片表面会出现铟柱相连或铟柱缺失缺陷,器件连通性测试结果与表面形貌相吻合.铟柱相连缺陷是由光刻剥离时残留铟渣引起的铟相连造成;铟柱缺失缺陷是由光刻时残留光刻胶底膜引起的铟柱缺失造成.器件相连缺陷元的响应电压与正常元基本相同,缺失缺陷元的响应电压基本为0,其周围最相邻探测单元响应电压相比正常元增加了约25%.器件缺陷元的研究结果,对通过优化探测器制作水平提升其性能具有重要参考意义.     

聚焦离子束曝光技术

聚焦离子束技术是一种集形貌观测、定位制样、成份分析、薄膜淀积和无掩模刻蚀各过程 于一身的新型微纳加工技术。它大大提高了微电子工业上材料、工艺、器件分析及修补的精度和速 度,目前已经成为微电子技术领域必不可少的关键技术之一。对聚焦离子束曝光技术作了介绍。     

离子束刻蚀CdHgTe半导体的方法

本专利提出一种用离子束刻蚀CdHgTe半导体材料的方法。图I中的1表示衬底(陶瓷或蓝宝石),用胶层2把Cd_(0.2)Hg_(0.8)Te半导体层3粘在衬底上。对红外光敏感的半导体薄层厚度为20μm。用刻蚀速率很小的薄层4掩盖住不需要刻蚀的半导体表面部分,几微米厚的光刻胶层或钛层就能满足掩膜的要求,未掩膜的半导体表而部分5被刻蚀到衬底1的深度。将表示在图I中的半导体放入一个离子束刻蚀装置中,最好是用氩离子垂直入射刻蚀半导体表面。在一次成功的实验中,压强为8×10~(-3)乇,电压是700V,刻蚀时间是4小时。在     

微透镜阵列用于线列红外探测器的研究

采用离子束刻蚀制备了线列长方形拱面熔凝石英微透镜阵列，用准分子激光扫描消融法淀积了性能均匀而且稳定的ＹＢａ２Ｃｕ３Ｏ７－δ高温超导薄膜，用湿法刻蚀制备了超导薄膜器件，用微透镜阵列与超导薄膜器件耦合构成组合式红外探测器。     

传统SAW离子束调频技术研究

制作传统声表面波(SAW)器件晶圆芯片表面的材料是Al,Al在空气中被氧化,极易生成致密的氧化铝(Al_2O_3)薄膜,由于Al_2O_3薄膜和Al及基底压电材料的刻蚀速率存在差异,会导致SAW的离子束调频过程复杂。该文介绍了一种用于SAW的离子束调频方法,采用该方法对制作的SAW器件进行离子束调频后,实现了目标频率的调高和调低,并进一步提高了频率集中度,从而解决了低频窄带SAW器件及2 GHz以上SAW高频器件频率精度难以提高的工艺难题。     

特高频晶体滤波器的最新进展

由于氩离子束刻蚀——这种新刻蚀技术的应用,现在用工作在基波或低次泛音模式(例如三次泛音600MHz)的谐振器,CEPE 就能够提供一个具有最大带宽的压电器件.用新技术制作的谐振器应用到新一代电通信系统中的几次结果表明:其特性同常规技术研磨的谐振器,在较低频率下观察(如30到50MHz)到的特性相似.     

底部出光纳米孔径面发射激光器的研究

在普通大功率垂直腔面发射激光器(VCSEL)基础上,制备出了底部出光纳米孔径VCSEL。利用聚焦离子束刻蚀技术完成纳米孔径的制作。当小孔直径为480nm×480nm时,测量得到器件的远场输出光功率为0.07mW。并分析了温度的变化对该器件远场输出光功率的影响。     

提高抗激光烧蚀能力的表面尖形微结构器件

讨论了光刻热熔成形工艺灰度掩模技术结合离子束蚀刻制作面阵尖形微结构器件的问题,分析了几种凸尖及凹尖结构抗烧蚀的能力强于平面端面同质器件的原因,所作的若干分析结果可用于这类器件的实际制作的应用。     

电感耦合等离子体刻蚀InSb芯片工艺的研究

随着InSb红外焦平面阵列探测器的发展,焦平面阵列规模不断增大,像元面积越来越小.湿法刻蚀因为其各向同性刻蚀的特点,导致像元的钻蚀严重,已经难以满足大规格InSb焦平面器件的要求.采用电感耦合等离子体(ICP)刻蚀大规格InSb阵列芯片,研究不同腔体压力对刻蚀速率、表面形貌的影响及InSb表面残留聚合物的去除方法.