ICP刻蚀对光刻胶掩模及刻蚀图形侧壁的影响

采用AZ1500光刻胶作为掩模对GaAs和InP进行ICP刻蚀,研究了刻蚀参数对光刻胶掩模及刻蚀图形侧壁的影响。结果表明,光刻胶的碳化变性与等离子体的轰击相关,压强、ICP功率和RF功率的增加以及Cl2比例的减小都会加速光刻胶的碳化变性,Cl2/Ar比Cl2/BCl3更易使光刻胶发生变性。对于GaAs样品刻蚀,刻蚀气体中Cl2含量越高,刻蚀图形侧壁的横向刻蚀越严重。Cl2/BCl3对GaAs的刻蚀速率比Cl2/Ar慢,但刻蚀后样品的表面粗糙度比Cl2/Ar小。刻蚀InP时的刻蚀速率比GaAs样品慢,且存在图形侧壁倾斜现象。该工作有助于推动在器件制备工艺中以光刻胶作为掩模进行ICP刻蚀,从而提高器件制备效率。     

Cl2基气体感应耦合等离子体刻蚀GaN的工艺

采用Cl2/He对GaN基片进行感应耦合等离子体刻蚀,并比较了相同条件下使用Cl2/He,Cl2/Ar对GaN基片进行刻蚀的优劣.实验中通过改变ICP功率、直流自偏压、气体总流量和气体组分等方式,讨论了这些因素对刻蚀速率和刻蚀后表面粗糙度的影响.实验结果表明,用Cl2/He气体刻蚀GaN材料可以获得较高的刻蚀速率,最高可达420nm/min.同时刻蚀后GaN材料的表面形貌也较为平整,均方根粗糙度(RMS)可达1nm以下.SEM图像显示刻蚀后表面光洁,刻蚀端面陡直.最后比较了相同条件下使用Cl2/He,Cl2/Ar刻蚀GaN基片的刻蚀速率、表面形貌,以及制作n型电极后的比接触电阻.     

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。     

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.     

ICP刻蚀优化及在多波长分布反馈式激光器阵列中的应用北大核心CSCD

研究了CH_4/H_2/Cl_2感应耦合等离子体刻蚀技术中的关键工艺参数对刻蚀性能的影响。通过对CH_4/H_2/Cl_2气体流量及流量比的优化,在自行设计的InP/InGaAlAs多量子阱结构的外延片上,实现了一种高速低损耗、形貌良好的Bragg光栅制作方法。基于优化后的工艺参数制作了多周期结构的λ/4相移光栅,实现了单片集成的四波长1.3μm分布反馈式激光器阵列。该激光器阵列中激光器的阈值电流典型值为11mA,外微分效率可达0.40 W/A,且实现了边摸抑制比大于46dB的稳定的单纵模激光输出。研究结果表明优化后的ICP光栅刻蚀工艺具有良好的刻蚀精度和可靠性。     

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。     

刻蚀腔InGaAs／Inp双异质结激光器的制作与特性

本报道了用反应离子刻蚀与晶向湿法化学腐蚀相结合沿ＩｎＰ衬底方向获得工作波长１．３μｍ的ＩｎＧａＡｓＰ／ＩｎＰ双异质结激光器的腔面的方法。     

列阵半导体激光端面抽运Nd：YVO4绿光激光器的研究

报道了采用列阵半导体激光端面抽运Nd：YVO4晶体的KTP腔内倍频绿光激光器。采用多柱透镜法，对列阵半导体激光进行了有效整形，并利用谐振腔折叠产生的像散，实现了抽运光与振荡光较好的模式匹配；由于是直接耦合抽运，因此保证了半导体抽运光以π偏振光入射Nd：YVO4(单轴)晶体，实现了半导体抽运光与Nd：YVO4吸收的偏振匹配。在抽运功率为9．5W时，得到520mW的稳定绿光输出，光-光转换效率为5．5％。     

ICP刻蚀损伤对n-GaN-Ni/Au肖特基接触特性的影响

通过电流-电压法(I-V),电容-电压法(C-V)对n-GaN材料的ICP(感应耦合等离子体)刻蚀样品和未刻蚀样品上的肖特基势垒二极管的电学特性进行了分析.利用原子力显微镜(AFM)和扫描电镜(SEM)对刻蚀样品的表面形貌,以及退火前后肖特基接触金属的表面形貌变化进行了研究.试验表明,ICP刻蚀会在GaN表面引入损伤,形成电子陷阱能级从而引起肖特基二极管的势垒高度降低,理想因子增大,反向泄漏电流增大.刻蚀样品在400 ℃热退火可以恢复二极管的电特性,退火温度到600 ℃时二极管特性要好于未刻蚀的样品.     

红光GaInP/AlGaInP正方形微腔激光器

利用普通光刻和感应耦合等离子体(ICP)刻蚀技术制作了红光GaInP/AlGaInP正方形微腔激光器,光功率电流曲线表明,器件实现了200 K的低温激射。对边长为10μm、输出波导长为30μm的正方形微腔激光器,室温测量得到的纵模模式间距为1.3 nm,所对应的是由输出波导和正方形腔组成的F-P腔的F-P模式。采用二维时域有限差分法(FDTD),模拟研究了侧壁粗糙对正方形腔模式品质因子的影响。     

Cl2/BCl3感应耦合等离子体GaN刻蚀侧壁形貌研究

基于感应耦合等离子体干法刻蚀技术,对采用Cl2/BCl3气体组分下GaN刻蚀后的侧壁形貌进行了研究。扫描电镜(SEM)结果表明,一定刻蚀条件下,刻蚀后GaN侧壁会形成转角与条纹状褶皱形貌。进一步实验,观察到了GaN侧壁转角形貌的形成过程;低偏压功率实验表明,高能离子轰击是GaN侧壁转角与条纹状褶皱形貌形成的原因。刻蚀过程中,掩蔽层光刻胶经过高能离子一段时间轰击后,其边缘首先出现条纹状褶皱形貌,并转移到GaN侧壁上,接着转角形貌亦随之出现并转移到GaN侧壁上。这与已公开发表文献认为的GaN侧壁条纹状褶皱仅由于掩蔽层边缘粗糙所引起而非刻蚀过程中形成的解释不同。     

Model‐Based Analysis of the ZrO2 Etching Mechanism in Inductively Coupled BCl3/Ar and BCl3/CHF3/Ar Plasmas

The etching mechanism of ZrO₂ thin films and etch selectivity over some materials in both BCl₃/Ar and BCl3/CHF3/Ar plasmas are investigated using a combination of experimental and modeling methods. To obtain the data on plasma composition and fluxes of active species, global (0‐dimensional) plasma models are developed with Langmuir probe diagnostics data. In BCl3/Ar plasma, changes in gas mixing ratio result in nonlinear changes of both densities and fluxes for Cl, BCl2, and BCl2⁺. In this work, it is shown that the nonmonotonic behavior of the ZrO2 etch rate as a function of the BCl3/Ar mixing ratio could be related to the ion‐assisted etch mechanism and the ion‐flux‐limited etch regime. The addition of up to 33% CHF₃ to the BCl₃‐rich BCl3/Ar plasma does not influence the ZrO2 etch rate, but it non‐monotonically changes the etch rates of both Si and SiO2. The last effect can probably be associated with the corresponding behavior of the F atom density.     

利用ICP设备制备图形化蓝宝石基底的工艺控制

该文对利用感应耦合等离子体(ICP)刻蚀设备来制作图形化蓝宝石基底(PSS)的工艺控制进行了研究。在工艺制作过程中,选用了C轴(0001)取向的100 mm蓝宝石平片作为实验样品,通过光刻工艺和ICP刻蚀工艺控制,制作出了具有圆锥状图形结构的图形化蓝宝石基底。借助扫描电子显微镜,对该图形化蓝宝石基底进行了测量和分析。测量结果显示,基底表面上的单粒圆锥状图形结构的底部直径为(3.45±0.25) μm,刻蚀高度/深度为(1.75±0.25) μm,整个图形化蓝宝石基底成品片的均匀性控制在3%以内。     

6H-SiC体材料在SF_6/O_2混合气体中的ICP刻蚀

采用SF6/O2作为刻蚀气体,对单晶6H-SiC材料的感应耦合等离子体(ICP)刻蚀工艺进行了研究。分析了ICP功率、偏置电压、气体混合比等工艺参数对刻蚀速率和刻蚀质量的影响。结果表明,刻蚀速率随着ICP功率及偏置电压的增大而提高,刻蚀表面质量随偏置电压及O2的含量的增大而降低,而ICP功率的变化对刻蚀质量影响不大。混合气体中O2含量为20%时刻蚀速率达到最大值,同时加入氧气后形成易于充电的SiFxOy中间层,从而促进了微沟槽的形成。     

CH4+Ar混合等离子体注入新工艺

采用CH4 Ar混合等离子体对p-Si(100)进行剂量为5.0×1017cm-2,能量分别为40keV及80keV的碳离子注入,靶温控制在700°C左右;注入后将样品在1250°C的氩气中退火5h。通过红外反射光谱、掠角X-射线衍射以及剖面透射电镜对退火前后的样品进行分析,其结果证明了结晶质量较好的多晶β-SiC不连续埋层的形成。     

激光烧结快速合成La2(MoO4)3材料

针对已有的固相合成法和湿化学法等合成方法中存在的工艺复杂、反应时间长、反应不充分等缺点,提出应用激光烧结快速合成技术制备质地致密、成型较好的La2(MoO4)3材料。对样品的拉曼光谱，X射线衍射,样品表面形貌和热膨胀性进行了分析和讨论。结果表明，制备的样品基本上是单一相的La2(MoO4)3，扫描电镜显示出样品表面多为细小晶粒的团聚体;能谱分析表明样品表面上各小晶粒的成分基本相同，说明得到的样品成分均匀;La2(MoO4)3在低温下是单斜结构，达到室温及以上时为正交结构，其极有可能是各向异性负热膨胀材料。     

Low-Dimensional Waveguide Grating Fabrication in GaN with Use of SiCl<Subscript>4</Subscript>/Cl<Subscript>2</Subscript>/Ar-Based Inductively Coupled Plasma Dry Etching

Optimized fabrication of submicron-sized features in gallium nitride (GaN) with the use of inductively coupled plasma (ICP) dry etching, based on SiCl₄/Cl₂/Ar gas mixture, is presented. Dense periodic patterns, i.e., 400-nm-period gratings, were transferred into a gallium nitride waveguide under different etching conditions. ICP power, radiofrequency (RF) power, chamber pressure, and Ar/Cl₂ gas mixing ratio were altered during the experiment. Depths of fabricated grating couplers up to 670 nm were achieved. The most suitable etching conditions are discussed with the assessment based on etching selectivity, scanning electron microscopy (SEM) observation of grating tooth slope, hard-mask erosion process, and etched surface morphology.     

Construction of Membrane Sieves Using Stoichiometric and Stress‐Reduced Si3N4/SiO2/Si3N4 Multilayer Films and Their Applications in Blood Plasma Separation

The novelty of this study resides in the fabrication of stoichiometric and stress‐reduced Si₃N₄/SiO₂/Si₃N₄ triple‐layer membrane sieves. The membrane sieves were designed to be very flat and thin, mechanically stress‐reduced, and stable in their electrical and chemical properties. All insulating materials are deposited stoichiometrically by a low‐pressure chemical vapor deposition system. The membranes with a thickness of 0.4 µm have pores with a diameter of about 1 µm. The device is fabricated on a 6” silicon wafer with the semiconductor processes. We utilized the membrane sieves for plasma separations from human whole blood. To enhance the separation ability of blood plasma, an agarose gel matrix was attached to the membrane sieves. We could separate about 1 µL of blood plasma from 5 µL of human whole blood. Our device can be used in the cell‐based biosensors or analysis systems in analytical chemistry.     

用CO2激光写入制作的长周期光纤光栅的研究进展

用耦合模理论对长周期光纤光栅进行了简要分析．概要叙述了CO2激光写入制作的长周期光纤光栅技术的最新进展。