硅各向异性腐蚀＜110＞条补偿图形腐蚀前沿控制

本文报道了一种由＜１１０＞条组成的，用于（１００）硅ＫＯＨ各向异性腐蚀的凸角补偿图形．该图形的设计特点是利用不对称的分枝和端点弯头对条上腐蚀前沿实现控制使补偿后凸角的削角大大减小．文中给出常用补偿图形的有效补偿长度和临界补偿时的削角比．该方法已应用于微机械硅加速度传感器的掩模设计．     

KOH溶液无掩膜腐蚀加工硅对称梁技术研究

本文介绍了利用ＫＯＨ腐蚀液对硅台阶、台面等三维结构进行无掩膜腐蚀的新技术．应用该技术可以制作出仅用常规各向异性腐蚀所无法形成的微机械结构，从而使腐蚀工艺的灵活性大为增加．通过分析与计算，给出了无掩膜腐蚀过程中三维结构的变化规律，并通过大量实验证实了这些规律．利用该工艺已成功地制作了一种微机械硅电容加速度传感器用的对称梁－质量块结构．这种结构的特点是梁的中平面与质量块质心位于同一水平面上，从而能消除相关的横向寄生灵敏度效应．     

NH3／H2O2溶液腐蚀下多孔硅光致荧光

用光致荧光谱、傅里叶变换红外光谱（ＦＴＩＲ）和扫描电子显微镜（ＳＥＭ）对用阳极氧化法制成的多孔硅层在１％ＮＨ３／Ｈ２Ｏ２溶液中的腐蚀现象进行了研究。红外分析表明，Ｓｉ－Ｏ键和Ｈ－Ｏ键的强度随ＮＨ３／Ｈ２Ｏ２溶液的腐蚀时间的增加而增加，Ｓｉ－Ｈ键强主匠随腐蚀时间增加而减少。光致荧光谱的峰值在腐蚀开始时先下降后上升，半高宽变窄，谱峰的以边明显蓝移。分析研究表明，１％ＮＨ３／Ｈ２Ｏ２溶液对多孔硅层有腐蚀     

硅各向异性腐蚀速率图的模拟

利用数学软件 MATLAB,对三维中的向量进行插值计算。根据硅各向异性腐蚀特点 ,构造出了一个完整的硅各向异性腐蚀速率图。模拟结果与已有的实验数据进行了比较 ,说明这种方法可以用来模拟硅各向异性腐蚀速率     

用于高灵敏度红外探测器的超薄硅膜的研制

超薄、平整的硅膜对于制作高灵敏度红外探测器是非常重要的。这种超薄硅膜的各向异性腐蚀技术，包括有机溶液EPW和无机溶液KoH及KoH IPA(异丙醇)。从腐蚀速率、腐蚀表面质量、腐蚀停特性、腐蚀边缘形貌及腐蚀工艺的角度分析比较了两种腐蚀系统，分别制作出了约1μm厚的平整超薄硅膜，并研究了不同掩膜材料在腐蚀液中的抗蚀性，为高灵敏度红外探测器的制作奠定了工艺基础。     

含添加剂的各向异性腐蚀液中实现小掩膜下高硅尖的腐蚀

各向异性KOH溶液腐蚀硅尖具有简单、易于实现、成本低廉、(100)晶面腐蚀速率均匀等优点.然而在40%KOH溶液中削角速率和(100)晶面的腐蚀速率之比约为1.6~1.9,并且该比值随着KOH浓度的减小而增大.如此高的削角速率会给AFM探针的制作带来技术上的困难.而对腐蚀场发射器件和隧道式传感器的硅尖阵列来说,高的削角速率会减少单位面积内的硅尖数量.本文通过在氢氧化钾(KOH)或者四甲基氢氧化胺(TMAH)溶液中添加适当的添加剂(如异丙醇(IPA)、1,5戊二醇或碘)降低了削角速率,在较小直径的掩膜下腐蚀出高硅尖.实验结果还表明:在TMAH基腐蚀液中每个硅尖的八个快腐蚀面的削角速率几乎相等,硅尖直径偏差较KOH溶液中腐蚀的硅尖直径偏差更小,因此成品率得到了提高.     

硅的湿法化学腐蚀机理

我们从晶体生长学的观点评述了单晶的湿法化学腐蚀。出发点是晶体存在光滑表面和粗糙表面。光滑表面的动力学是由粗糙表面所缺乏的成核势垒控制，所以后者腐蚀速率要快几个数量级。对金刚石晶体结构的分析表明，在此晶格中（１１１）面是唯一的光滑表面，其它面只不过由于表面重构有可能是光滑的。这样，我们解释了〈００１〉方向在ＫＯＨ∶Ｈ２Ｏ中的最小腐蚀速率。关于接近〈００１〉方向具有最小腐蚀速率时的腐蚀状态和在ＨＦ∶ＨＮＯ３基溶液中从各向同性腐蚀向各向异性腐蚀转换的两个关键假设，都用实验进行了检测。结果与理论一致     

测定硅各向异性腐蚀速率分布的新方法

介绍了一种测定硅各向异性腐蚀速率分布的新方法.硅各向异性腐蚀速率三维分布可由一系列晶面上的二维腐蚀速率分布表示.利用深反应离子刻蚀技术(DRIE)在{0mn}硅片上制作出侧壁垂直于硅片表面的矩形槽,测量槽宽度在腐蚀前后的变化,就可测定各{0mn}面上的二维腐蚀速率分布.将二维腐蚀速率分布组合在一起就得到了三维腐蚀速率分布.由于DRIE制作的垂直侧壁深度大,可耐受较长时间的各向异性腐蚀,所以只需使用一般的显微镜就能得到准确的结果.实验得到了40%KOH和25%TMAH中{n10}和{n11}晶面的腐蚀速率分布数据     

硅各向异性腐蚀的微小谐振器的研制

研究了一种利用硅微结构直接作为模具制作微小固体染料激光器谐振腔。它采用了硅的深层反应离子刻蚀技术(deepRIE)并结合硅的各向异性腐蚀技术(EPW),由于EPW对〈110〉面有仅次于〈111〉面的腐蚀速率,可制造出具有光学镜面的侧壁面的硅模具。利用此模具可制成出四角形环型PMMA固态染料微小谐振腔。利用激光染料若丹明6G掺杂的聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA),在调QNd:YAG自倍频激光532nm泵浦下,得到590nm波长附近的激光输出。     

多孔硅的氢化、氧化与光致发光

对于刚阳极氧化完的，阳极氧化后紧接着在Ｈ２Ｏ２中光照处理的及长期存放（１０个月）的三种多孔硅样品进行了持续激光照射，不断监视它们的光致发光（ＰＬ）与富利埃变换红外（ＦＴＩＲ）吸收光谱，并在最后对它们作了Ｘ射线光电子能谱（ＸＰＳ）测量，以确定它们所含氧化硅的情况．得出如下几条结论：（１）氢对多孔硅表面的钝化是不稳定的．（２）Ｓｉ—Ｈ键不是发光所必须的．（３）氧对多孔硅表面的钝化是稳定的，纳米硅周围氧化层的存在及其特性对于稳定的多孔硅可见光发射是至关重要的．对激光照射下多孔硅发光的退化提出了新的解释．     

铁镍合金在硝酸钠溶液中的激光化学刻蚀

利用氩离子激光,在较低的激光功率下,对铁镍合金(Ni=52％)在硝酸钠溶液中的激光化学刻蚀作了研究,给出了刻蚀速率与激光功率和溶液浓度之间的关系曲线,分析了刻蚀的机理。     

Ar+激光诱导湿刻Si的特性研究

利用聚焦的Ar+激光束诱导的方法,实现了对浸入HF:H2O(1:20)腐蚀液中的N型单晶Si样品的腐蚀,证明这种湿刻过程是一种由光生电子-空穴对引起的电化学腐蚀,腐蚀坑具有侧壁平滑的高斯状结构。腐蚀特性与入射激光功率以及Si掺杂浓度有关。应用激光诱导无电极电化学腐蚀电路模型对实验结果进行了合理的解释。     

SiGe HBT发射区台面自中止腐蚀技术研究

台面结构SiGe/Si异质结晶体管制作过程中,发射区台面形成尤为关键。由于干法刻蚀速率难以精确控制,且易损伤SiGe外基区表面,SiGe自中止湿法腐蚀成为台面结构SiGe/Si异质结晶体管制作过程中的优选工艺。分析了SiGe自中止腐蚀的反应机理,对腐蚀条件包括掩蔽膜的选取,温度、超声等因素对腐蚀速率及均匀性的影响进行摸索,取得了较好结果,最终采用该技术完成了SiGe/Si npn型异质结晶体管的制作,测得其电流增益β>80,对采用台面结构制造SiGe/Si HBT具有一定参考价值。     

激光刻蚀硅磁敏三极管发射区引线槽的研究

提出了一种激光与微电子机械加工系统 (MEMS)相结合刻蚀硅磁敏三极管发射区引线槽的方法。实验结果表明 ,利用这种新方法刻蚀的硅磁敏三极管发射区引线槽具有刻蚀速率大、质量好的优点 ,并且可以实现对 ,〈111〉晶向硅片无掩膜加工。     

Reactive sputter etching of Al in BCl3

Etching of Al is studied in pure BCl₃ as well as in mixtures with other gases in the reactive sputter etching mode in a cryopumped system. Etch rate, selectivity with respect to positive photoresist, SiO₂ and Si and etch profiles are investigated as a function of gas composition, gas pressure, flow rate and plasma power. Plasma chemical processes are monitored by quadrupole mass spectroscopy as well as by optical emission spectroscopy. Perfectly square Al-profiles can be etched if etch rates are kept below 1000 A/min. Al-patterns running over steep steps can also be clearly defined if a certain amount of overetching can be tolerated. The experimental data indicate that the etch process is reactant supply limited. Anisotropic etching is achieved by either a ‘surface inhibitor mechanism’ or the formation of a sidewall protecting film.     

Si在SF6＋N2中反应离子刻蚀及其剖面的研究

本文报导了用ＳＦ＿６＋Ｎ＿２混合气体反应离子刻蚀Ｓｉ及其剖面的实验结果，研究了在刻蚀时，混合气体的成份和射频功率密度对Ｓｉ的蚀速影响以及Ｓｉ的负载效应，通过实验得到了一种获得Ｓｉ的腐蚀垂直剖面的方法，该腐蚀技术在制作微机械马达和周期为４６６．８ｎｍ的二级光栅（线宽０．２μｍ）中得到应用。     

Cl2/Ar感应耦合等离子体刻蚀Si工艺研究

采用Cl2/Ar感应耦合等离子体（ICP）对单晶硅进行了刻蚀,工艺中用光刻胶作掩膜。研究了气体组分、ICP功率和RF功率等工艺参数对硅刻蚀速率和硅与光刻胶刻蚀选择比的影响,同时还研究了不同工艺条件对侧壁形貌的影响。结果表明,由于物理刻蚀机制和化学刻蚀机制的相对强度受到混合气体中Cl2和Ar比例的影响,硅刻蚀速率随着Ar组分的增加而降低,同时选择比也随之降低。硅刻蚀速率随着ICP功率的增大先增大继而减小,选择比则成上升趋势。硅刻蚀速率和选择比均随RF功率的增大单调增大。在Cl2/Ar混合气体的刻蚀过程中,离子辅助溅射是决定硅刻蚀效果的重要因素。同时,文中还研究分析了刻蚀工艺对于微槽效应和刻蚀侧壁形貌的影响,结果表明,通过提高ICP功率可以有效减小微槽和平滑侧壁。进一步研究了SiO2掩膜下,压强改变对于硅刻蚀形貌的影响,发现通过降低压强,可以明显地抑制杂草的产生。     

硅的深槽刻蚀技术研究

研究了采用等离子刻蚀机对硅进行深槽刻蚀中掩蔽层的选择及横向腐蚀的抑制等工艺问题。实验发现，以氟基气体作为工艺气体，铝或铝合金作为掩蔽层时，可以获得极高的选择比；通过增大射频功率，改变气体组分，气体流量等方法，可以较好地解决等离子刻蚀中的各向同性问题。     

用于HBT的SiGe合金材料层的腐蚀工艺研究

探索利用反应离子刻蚀(RIE)和湿法腐蚀Si1-xGex合金材料的工艺条件.对两种腐蚀方法的利弊进行了对比,找出腐蚀Si1-xGex合金材料的实用化途径,并且解决了不同Ge含量的Si1-xGex合金材料的腐蚀速度控制.     

Cr掩模在硅湿法刻蚀中的应用研究

针对硅湿法刻蚀中常见的SiO2、Si3N4掩模的缺点,提出了以Cr薄膜层为刻蚀掩模的新方法,并进行了相应的试验.试验结果表明,Cr掩模湿法刻蚀技术可用于硅半导体器件的制作.此项工艺为硅湿法刻蚀加工提供了一条新的技术途径.