激光化学液相次序选择腐蚀新方法

提出了一种激光诱导液相腐蚀新方法———次序选择腐蚀法。次序选择腐蚀是指在激光化学液相腐蚀中,腐蚀溶剂不是混合后同时作用于基片,而是按照溶剂的性能,分先后对基片进行腐蚀。实质上是采用微处理(表面处理)再进行混合液相激光辅助下的腐蚀。理论分析和实验结果都表明,与国内外研究普遍采用的混合溶剂腐蚀法相比,次序选择腐蚀可以有效地提高腐蚀表面的均匀性;因先采用H2O2对基片进行化学腐蚀处理,大大缩短了激光化学腐蚀的时间;利用溶剂分开,降低了激光化学腐蚀对混合溶剂精确配比的要求,使激光化学腐蚀控制和分析更加简单。这种方法可以克服常规方法的诸多弊端,提高腐蚀性能,在特殊结构光电器件和光电集成中具有广泛的应用前景。     

一种新的激光诱导液相腐蚀法制作GaAs腐蚀孔

提出了一种掩膜投影的激光诱导液相腐蚀方法,采用波长0．53μm的倍频Nd：YAG连续激光器、镀Cr掩膜板、H2SO4和H2O2混合溶液,在GaAs基片上制作腐蚀孔。通过对腐蚀原理的分析,对影响加工精度的溶液配比和激光功率密度进行了实验研究,得出了H2SO4：H2O2：H2O=4：1：20、激光功率密度11．7W／cm^2的最佳实验组合,并在此条件下得到了直径为30μm的高质量腐蚀孔。通过对腐蚀孔的横向与底面形状的分析,从改进实验装置和进行激光束空间整形2方面提出了改进的方法．对提高掩膜投影法的加工精度具有重要意义。     

Ar离子激光增强硅各向异性腐蚀速率的研究

研究了Ａｒ离子激光器与硅各向异性腐蚀技术相结合制造硅杯的方法。结果表明，激光照射能增强浸于ＫＯＨ溶液中硅的化学腐蚀速率，在入射光强为４．６Ｗ，ＫＯＨ溶液浓度为０．２２ｍｏｌ，温度为９０℃的条件下，得到＜１００＞硅的腐蚀速率为２１μｍ／ｍｉｎ，是无激光照射时硅各向异性腐蚀速率的多倍。进而讨论了硅在ＫＯＨ溶液中腐蚀速率对激光光强的依赖关系以及实验温度对腐蚀速率的影响问题。     

激光化学腐蚀孔直径控制与横向腐蚀特性

提出了一种激光诱导液相腐蚀的抗蚀膜掩蔽法。理论分析和实验结果表明,该方法可以有效地控制激光化学腐蚀的图像形状;因不需要对激光光束进行聚焦,光传播垂直于基片表面,制作出的腐蚀孔侧壁具有很高的垂直度;利用激光光束中心区域能量分布近似均匀的特点,使小面积腐蚀区域的腐蚀速率近似相等,腐蚀面内各点没有明显的高度差;避免了激光对腐蚀孔侧壁的直接照射,横向腐蚀由激光化学腐蚀变为轻微化学腐蚀,大大降低了横向腐蚀对腐蚀孔形状的影响。为说明抗蚀膜掩蔽法的横向腐蚀问题,专门对GaAs基片的轻微腐蚀性能进行了研究并报道了有价值的实验结果。     

10Gbit/s台面型InGaAs/InP pin高速光电探测器

利用数值计算方法分析了高速光电探测器的耗尽区宽度与响应度及响应速度的关系.分析结果表明,耗尽区宽度选择应在响应度和响应速度之间折中,在响应度满足使用要求的情况下,尽量提高响应速度.利用该分析结果设计了台面型InGaAs/InP pin高速光电探测器材料结构.通过优化腐蚀工艺与钝化工艺,解决了器件腐蚀形貌和钝化问题.结合其他微细加工工艺完成了器件的制备,器件光敏区直径50 μm.测试结果显示,在反向偏压为5V时,暗电流小于1 nA,电容约为0.21 pF.此外,在1 310 nm激光辐照下,器件的响应度约为0.95 A/W,-3 dB带宽超过10 GHz,其性能满足10 Gbit/s光纤通信应用要求.     

激光诱导液相腐蚀及其应用

激光诱导半导体的液相腐蚀具有常規半导体腐蚀工艺所无法比拟的某些优点。本文介绍了这种新腐蚀技术的基本原理,主要特点,并举例说明了它的应用。     

甘油加入BHF溶液作为牺牲层腐蚀方法的研究

提出了一种改进后的缓冲氢氟酸溶液,成分配比为4份40%氟化铵溶液、1份40%氢氟酸和2份甘油. 通过在牺牲层腐蚀过程中对腐蚀液加热和搅拌提高了其对氧化硅和铝的选择比,测定了氧化硅和铝的腐蚀速率随腐蚀液温度变化的关系,确定了这种腐蚀液的最优工作条件,研究了加入甘油对腐蚀液腐蚀效果的影响,并在实际器件加工过程中测试了这种方法.     

甘油加入BHF溶液作为牺牲层腐蚀方法的研究

提出了一种改进后的缓冲氢氟酸溶液,成分配比为4份40%氟化铵溶液、1份40%氢氟酸和2份甘油.通过在牺牲层腐蚀过程中对腐蚀液加热和搅拌提高了其对氧化硅和铝的选择比,测定了氧化硅和铝的腐蚀速率随腐蚀液温度变化的关系,确定了这种腐蚀液的最优工作条件,研究了加入甘油对腐蚀液腐蚀效果的影响,并在实际器件加工过程中测试了这种方法.     

湿法腐蚀GaP对LED性能的影响

采用化学湿法方法对红光LED的p-GaP层进行腐蚀,研究了不同溶液、不同的溶液配比以及不同的腐蚀时间对LED光电性能的影响。结果表明,当腐蚀深度为1μm时,化学溶液采用HCl∶HNO3∶H2O体积比为3∶1∶2时,腐蚀GaP后,样品粗化效果最佳,比未进行粗化的样品亮度提升25%左右。并且腐蚀小孔的深度会随着反应时间的增加而逐渐加深,但样品的发光亮度则表现为先增加后减小。湿法腐蚀因其操作简单,成本低廉,反应条件易控,可适用于工业化大批量生产。     

化学腐蚀硅表面结构反射率影响因素的研究

单晶硅片在碱溶液中的腐蚀会引起表面结构的变化,利用紫外可见分光光度计测量硅片表面反射率,发现碱溶液的浓度、腐蚀时间、添加剂的选择（无水乙醇或异丙醇）以及添加剂的浓度均对硅片表面反射率有影响。比较几个因素发现碱溶液的浓度和腐蚀时间对硅片表面反射率影响最大。当腐蚀温度为80℃,NaOH固体浓度为15g/L,添加剂无水乙醇体积分数10%时,腐蚀30min得到硅片反射率最低,达到11.15%。     

硅在KOH中各向异性腐蚀的物理模型

针对硅在KOH中的各向异性腐蚀提出了一个新的物理模型.此模型从微观角度出发,根据实际的腐蚀化学反应过程确定了若干微观状态,提出了反映腐蚀特性的若干微观参数.将腐蚀温度、浓度等对腐蚀速率的影响也反映了进去.计算结果与实验结果进行了对比,表明此模型在解释硅在KOH中各向异性腐蚀特性等方面具有一定的合理性.     

半导体激光诱导液相腐蚀精度的提高方法

从半导体激光诱导液相腐蚀的工艺原理出发,对影响刻蚀精度的主要因素进行了分析研究,从刻蚀图像分辨率、侧壁垂直度及底面平坦度、表面均匀化三个方面提出了改善刻蚀精度的方法。     

GaAs/AlGaAs多层膜刻蚀的陡直度

GaAs/AlGaAs多层膜的陡直度较大程度地关系到其实际应用效果,但在实际加工中较难控制,因此有必要研究刻蚀过程中一些主要因素对其陡直度的影响。结合具体工作情况,用AZ1500光刻胶作为掩模,GaAs/Al0.15Ga0.85As多层膜为刻蚀材料,分别使用湿法和干法对其进行刻蚀。湿法刻蚀的刻蚀剂为H3PO4+H2O2溶液,干法刻蚀采用感应耦合等离子体(ICP)刻蚀法,等离子体由Cl2+BCl3(蒸汽)混合气体电离形成。通过控制变量方法,发现湿法刻蚀中刻蚀剂配比和温度以及干法刻蚀中BCl3(蒸汽)流量对刻蚀陡直度的影响规律。由此得出,提高H3PO4所占比例和降低刻蚀温度虽然会降低刻蚀速率,但可以提高多层膜的陡直度;ICP刻蚀的陡直度优于湿法刻蚀,BCl3(蒸汽)的流量在一定范围内对刻蚀陡直度的影响较小。     

LTPS TFT层间绝缘层过孔刻蚀的工艺优化

为了适应LTPS TFT LCD显示屏超高分辨率极细布线的趋势,降低LTPS TFT层间绝缘层过孔刻蚀带来的良率损失,提高产品品质,本文研究了LTPS TFT层间绝缘层过孔刻蚀的工艺优化。实验以干法刻蚀为主刻蚀,湿法刻蚀为辅刻蚀的方式,既结合干法刻蚀对侧壁剖面角及刻蚀线宽的精确控制能力,又利用了湿法刻蚀高刻蚀选择比的优良特性,改善了层间绝缘层刻蚀形貌,减少干法刻蚀对器件有源层的损伤,避免有源层被氧化,防止刻蚀副产物污染开孔表面。实验结果表明,干法辅助湿法刻蚀能基本解决刻蚀过程中过刻、残留的问题,使得层间绝缘层过孔不良良率损失减少73%以上,且TFT源漏电极接触电阻减小约90%,器件开态电流提升约15%。干法辅助湿法刻蚀是一种优化刻蚀工艺,提升产品性能的新方法。     

高温超导薄膜在激光辅助化学刻蚀中的表面特性

提出了将激光辅助化学刻蚀技术应用于钇钡铜氧(YBCO)高温超导薄膜的刻蚀,研究了无掩膜YBCO薄膜激光化学刻蚀的表面特性及其变化规律,为YBCO激光化学刻蚀技术中图形形状控制、刻蚀时间选择和激光功率调节等提供了重要的实验结论.研究发现:在激光辐照下,YBCO薄膜的液相刻蚀速率大大加快,将极大改善刻蚀中的横向钻蚀情况,并提高图形边缘的侧壁陡峭度,且整个过程中的刻蚀速率呈现加快趋势;无掩膜时,YBCO表面刻蚀程度持续过渡,激光光斑边界两侧并非严格分界;衬底铝酸镧(LaAlO3)的晶向对YBCO薄膜的表面刻蚀特征有较大影响,沿LaAlO3晶向方向的刻蚀程度高于非晶向方向.     

碲镉汞p型接触孔湿法腐蚀工艺研究

针对碲镉汞芯片p型接触孔湿法腐蚀工艺进行研究,采用不同条件的湿法腐蚀工艺完成碲镉汞p型接触孔制备,通过扫描电子显微镜和激光扫描显微镜分析腐蚀后的接触孔表面形貌,电学接触性能通过伏安特性曲线表征。实验结果表明,传统湿法腐蚀工艺在碲镉汞芯片接触孔制备过程中存在钻蚀严重和均匀性不好等问题,针对以上问题提出了一种超声辅助湿法腐蚀工艺,制备出形貌及均匀性较好的p型接触孔。     

InAs/GaSb超晶格红外探测器台面湿法腐蚀研究

研究了不同腐蚀体系对InAs/GaSb超晶格材料台面的刻蚀,并从中选择了由氢氟酸、酒石酸和双氧水构成的酒石酸腐蚀体系。该体系较适合InAs/GaSb超晶格材料的刻蚀,刻蚀速率稳定,下切效应小。进一步研究发现当HF达到一定浓度后不再影响刻蚀速度;在较低的酒石酸和双氧水浓度下,刻蚀速度是由氧化过程控制,且反应速度和双氧水的浓度成正比。腐蚀液配比为酒石酸(3.5g)∶H2O2(4mL)∶HF(1mL)∶H2O(400mL),刻蚀速度约为0.5μm/min。     

MEMS工艺中TMAH湿法刻蚀的研究

TMAH具有刻硅速率高、晶向选择性好、低毒性和对CMOS工艺的兼容性好等优点，而成为MEMS工艺中常用的刻蚀剂。但TMAH在刻蚀过程中合形成表面小丘，影响表面光滑性。文章重点研究了MEMS工艺中的TMAH湿法刻蚀获得光滑刻蚀表面的工艺。实验结果表明，要获得理想的刻蚀效果，刻蚀液配方和刻蚀条件的选择是非常重要的因素，实验中也得到了一些与其它报道不同的数据。     

Etching of mesa structures in HgCdTe

Mesa structures were etched in HgCdTe using different Br₂/HBr/Ethylene glycol (EG) formulations. Etch rate and degree of anisotropy (A) were studied in detail for all of the combinations. Addition of EG to the conventional etchant gave A>0.5, with controllable etch rates. Optimum etchant composition was determined to be 2% Br₂ in a 3:1 mixture of EG:HBr. This composition resulted in a good anisotropy factor of ∼0.6 and a reasonably optimum etch rate of ∼2.5 μm/min, with rms surface roughness of ∼2 nm. Kinetics of the etching reaction have also been studied for the optimum etchant concentration and an etching mechanism has been proposed.