ICP深硅刻蚀工艺研究

感应耦合等离子体(ICP)刻蚀技术是微机电系统器件加工中的关键技术之一.利用英国STS公司STS Multiplex刻蚀机,研究了ICP刻蚀中极板功率、腔室压力、刻蚀/钝化周期、气体流量等工艺参数对刻蚀形貌的影响,分析了刻蚀速率和侧壁垂直度的影响原因,给出了深硅刻蚀、侧壁光滑陡直刻蚀和高深宽比刻蚀等不同形貌刻蚀的优化工艺参数.     

HfO2薄膜的反应离子刻蚀特性研究

研究了HfO2薄膜在CHF3/Ar和SF6/Ar等气体中的反应离子刻蚀机理.结果表明刻蚀气体的组分和射频偏压对刻蚀速率有较大影响,而气体流量影响不大.CHF3和SF6与HfO2的反应产物具有较好的挥发性,Ar的引入不仅可以打破分子之间的键合促进刻蚀产物的形成,而且通过轰击加快产物从材料表面解吸,从而提高HfO2刻蚀速率.AFM测量结果表明刻蚀降低了HfO2表面粗糙度,显示刻蚀工艺对材料的低损伤.     

反应离子刻蚀工艺仿真模型的研究

以ＳＦ６／Ｎ２混合气体对Ｓｉ反应离子刻蚀工艺研究为例提出干法刻蚀计算机工艺模拟的方法：在分段拟合优化工艺条件下采用人工神经网络该当建立干法刻蚀仿真模型,可以预测绘定射频功率、总气流量下刻蚀速率和纵横比,并且以仿真实验数据训练模型学习,模型具有通用性,与设备无关。     

SiO2平面光波导工艺中的反应离子刻蚀研究

利用反应离子刻蚀工艺实现硅基SiO2平面光波导的刻蚀,研究了不同刻蚀条件对刻蚀速率、刻蚀选择比、刻蚀侧壁光洁度等刻蚀结果的影响,并首次研究了分别以无定形硅与多晶硅作为SiO2波导刻蚀掩膜对刻蚀垂直度的影响.利用改进的SiO2反应离子刻蚀工艺,得到了传输损耗极低的SiO2光波导.     

高深宽比硅台阶落差结构的精密成型

针对MEMS深硅台阶刻蚀产生硅草导致器件短路的问题,分析了硅草形成的原因,通过对深硅台阶刻蚀的主要工艺参数,如刻蚀钝化时间、Ar物理轰击设置单因素实验,提出一种基于Bosch工艺,即采用周期性"刻蚀-钝化-预刻蚀"进行精密台阶结构落差成型的方法,该方法主要通过大幅度提高预刻蚀偏置功率和合理配置刻蚀钝化时间来进行实验.结...     

磁增强反应离子刻蚀系统中的发射光谱诊断技术

利用发射光谱诊断技术研究了磁增强反应离子刻蚀系统中CF4＋O2的辐射谱、谱线成分及强度，分析了谱线强度与射频辐射功率、氧气含量的关系，并与没有磁场存在时的情况作了比较。     

类金刚石薄膜的反应离子刻蚀

为了刻蚀出图形完整、侧壁陡直、失真度小、独立的类金刚石薄膜微器件,反应离子刻蚀是一种有效地刻蚀方法。研究了氧气与氩气的混合气体进行类金刚石薄膜刻蚀的主要工艺参数(刻蚀时间、有无掩膜、氩氧体积混合比、负偏压)。研究结果表明:在相同条件下,刻蚀速率随刻蚀时间变化不大;有无掩膜对刻蚀速率无明显影响;流量一定时,刻蚀速率随氩氧体积比的增大而降低,随负偏压的增大先增大后减小。实验得到最佳刻蚀条件,在此条件下,刻蚀出图形完整、侧壁陡直、失真度小的微器件,并成功制备出"独立"的微齿轮,进行了组装。     

平行板反应离子刻蚀系统均匀磁场的数值计算

在平行板反应离子刻蚀系统的圆筒形腔体的侧壁上绕上电流线圈后,系统中的磁场强度和均匀性都可进行调节。本文根据螺线管线圈内部磁场的分布规律,通过数值计算的方法在该系统中获得均匀的磁场。     

基于线算法的ICP深反应离子刻蚀模型

电感耦合等离子体(ICP)刻蚀是目前集成电路与微机电系统制造的关键工艺之一.利用一种改进的复合交替深刻蚀(TMDE)模型对ICP深反应离子刻蚀(Deep-RIE)进行了工艺仿真建模.根据深反应离子刻蚀中Footing效应的实验特征,提出了针对这一现象的表面描述方程,并借助实验手段确定了该表面描述方程中的参数,从而为模型添加了一种简单有效的Footing效应模拟模块.最后对Deep-RIE和Footing效应刻蚀表面进行模拟,验证了模型的有效性和可用性.     

锗表面二维亚波长结构的反应离子刻蚀制备

为了获得具有金字塔结构的二维亚波长结构表面,提高其高宽比,用掩模曝光光刻及反应离子刻蚀技术,以SF6和O2为反应气体,在Ge衬底上制备了二维亚波长结构.用扫描电镜对刻蚀图形的形貌进行了观察,研究了功率、气压、气体流量及掩模图形对刻蚀图形的影响.结果表明:刻蚀图形腰部被优先刻蚀,形成凹陷的侧壁轮廓;O2流量增大有利于在侧壁形成保护层,从而减小腰部刻蚀、增大顶部及根部刻蚀;功率及气压过大或过小均会使侧壁刻蚀较大;方形图案比圆形图案掩模更有利于刻蚀出深度较大的亚波长结构.     

Large-scale Patterning of Hydrophobic Silicon Nanostructure Arrays Fabricated by Dual Lithography and Deep Reactive Ion Etching

Nano-Micro Letters - We describe a simple but efficient technique to fabricate large-scale arrays of highly ordered silicon nanostructures. By coupling dual lithography using light of 351.1 nm...     

反应离子束刻蚀工艺制作闪耀罗兰光栅

相比类矩形槽罗兰光栅,闪耀罗兰光栅的衍射效率较高,更有利于光谱分析仪器的设计与应用,而国内外尚无产品级闪耀罗兰光栅产品.本文通过类矩形槽形及闪耀槽形的衍射效率优化设计及对比,获得了闪耀槽形优化设计结果;利用反应离子束刻蚀设备制作出3块200~450 nm波段、线密度为2 400 gr/mm、口径为Φ63.5 mm的闪耀罗兰光栅,其中光栅2的峰值衍射效率达到了65%@220 nm,较HORIBA Jobin Yvon公司生产的类矩形槽罗兰光栅产品整体衍射效率高25%,与理论衍射效率相当.实验结果表明,本文所采用的反应离子束刻蚀工艺可实现高衍射效率闪耀罗兰光栅制作,且工艺可控、稳定,所制作的闪耀罗兰光栅衍射效率高于国外同类产品.     

硅基光子晶体板的光刻和反应离子刻蚀

用光刻和反应离子刻蚀的方法对硅材料光子晶体板的制作进行了研究。实验发现,与激光 直写曝光相比,光刻曝光更有利于胶上图形的陡直度。扫描电子显微镜测试表明,反应离子刻蚀后得到深3.3μm,晶格周期10.95μm,占空比50%的孔状光子晶体板结构,孔的陡直度保持较好,基本满足设计要求。     

用反应离子刻蚀技术制作二元光学元件

介绍了利用反应离子刻蚀技术制作二元光学元件的原理和方法，给出了制作结果。     

反应离子刻蚀工艺因素研究

通过大量的实验研究，介绍了反应离子刻蚀的原理，分析了不同材料反应离子刻蚀的机理和关键的工艺因素，给出了工艺参数结果。     

Crystallographic Orientation Dependent Reactive Ion Etching in Single Crystal Diamond

Sculpturing desired shapes in single crystal diamond is ever more crucial in the realization of complex devices for nanophotonics, quantum computing, and quantum optics. The crystallographic orientation dependent wet etch of single crystalline silicon in potassium hydroxide (KOH) allows a range of shapes to be formed and has significant impacts on microelectromechanical systems (MEMS), atomic force microscopy (AFM), and microfluidics. Here, a crystal direction dependent dry etching principle in an inductively coupled plasma reactive ion etcher is presented, which selectively reveals desired crystal planes in monocrystalline diamond by controlling the etching conditions. Using this principle, monolithic diamond nanopillars for magnetometry using nitrogen vacancy centers are fabricated. In these nanopillars, a half‐tapering angle up to 21° is achieved, the highest angle reported in the literature, which leads to a high photon efficiency and high mechanical strength of the nanopillar. These results represent the first demonstration of a crystallographic orientation dependent reactive ion etching principle, which opens a new window for shaping specific nanostructures which is at the heart of nanotechnology. It is believed that this principle will prove to be valuable for the structuring and patterning of other single crystal materials as well.