利用线形液膜的红外热像测定GaAs的湿法化学腐蚀启动时长

提出了一种测定材料湿法刻蚀启动时长的红外热像新方法.该方法的实质是利用反应启动时必然有化学热吸收或释放,从而引起材料表面液层温度变化这一特点,通过红外热像实时监测系统,采集液层温度变化过程的红外热像,从而判断反应启动时长.理论分析和实验结果均表明,宽度为2 mm的呈直线形状的GaAs表面酸性液膜是较为理想的监测对象,因其同时具备温度变化信息和空间分布信息,可以将线形液膜中心作为理想的观测特征点;由滑动液滴形成残留线形液膜可以得到超浅液膜,降低膜厚影响,温度变化灵敏度高,GaAs竖直放置,可以表面避免液膜重力对启动时长的影响,并经反复实验,由线形液膜的横向剖面灰度变化得到在本实验条件下,GaAs材料与H2SO4∶H2O2∶H2O(5∶1∶50)腐蚀液的反应启动时长约为0.2 s.该方法的提出,对于化学反应时间控制、快速腐蚀技术以及化学吸附等性能研究均具有重要价值.     

湿法腐蚀的红外热像对比研究

提出了一种研究半导体湿法腐蚀进程的红外热像法。将半导体基片浸泡于化学试剂中，利用红外热像仪探测红外腐蚀信号，并由计算机进行处理，得到热像图。对GaAs在不同配比溶剂中的腐蚀进程进行了红外热像的对比研究，结果表明：红外热像法可以观测到对比实验的显著差异，并直观地表征了基片、腐蚀剂以及腐蚀时间的相互关系。     

表征高温超导YBCO薄膜表面酸性液膜特性的红外方法

利用自行研制的红外实时监测系统,对YBCO高温超导薄膜上酸性液膜的红外辐射灰度进行实时采集,拟合出不同时刻的红外热像与三维相对灰度分布图及其红外辐射灰度平均值随时间变化的曲线,并在液膜微小立体液柱热交换简化模型的基础上,研究了YBCO上液膜平均温度的变化特性及其特征点.研究表明:红外实时监测技术可以清晰地观测到液膜的温度抖动特性,并且可以表征出液膜各微小区域之间的温度差异,以及各微小区域温度的实时变化;在一次喷涂形成液膜的情况下,YBCO上液膜的平均温度分为抖动变化、快速上升、逐渐下降和趋于平缓四个阶段,每个阶段都有其特定的响应时间、变化速度、变化趋势以及反应机理.根据平均温度变化的特点,将划分这四个阶段的三个特征点相应定义为灰度陡增点、灰度极值点和灰度平稳点.     

半导体湿法腐蚀中溶液的红外热像分布及其变化特性

提出了半导体湿法腐蚀中溶液热分布及其变化特性的红外热像分析方法。该方法的实质是湿法腐蚀中伴随着热量的生成与腐蚀液的热对流，利用红外热像分布图可以有效地显示该特征。实验结果表明：在半导体腐蚀过程中，化学热以半导体材料为中心，向四周梯度状对流；向上的热对流速率明显大于水平的热对流速率；红外热像仪可以实时纪录热对流过程，并获得任意时刻、任意小区域的热流情况，使得对湿法腐蚀过程中热对流特性的分析和理解更加直观。该方法的引入对半导体腐蚀过程中温度精确控制、腐蚀性能提高有重要的价值。     

半导体湿法腐蚀中溶液的红外热像分布及变化特性

提出了半导体湿法腐蚀中溶液热分布及其变化特性的红外热像分析方法.该方法的实质是湿法腐蚀中伴随着热量的生成与腐蚀液的热对流,利用红外热像分布图可以有效地显示该特征.实验结果表明:在半导体腐蚀过程中,化学热以半导体材料为中心,向四周梯度状对流;向上的热对流速率明显大于水平的热对流速率;红外热像仪可以实时纪录热对流过程,并获得任意时刻、任意小区域的热对流情况,使得对湿法腐蚀过程中热对流特性的分析和理解更加直观.该方法的引入对半导体腐蚀过程中温度精确控制、腐蚀性能提高有重要的价值.     

±800 kV换流站红外热像监测系统研究与实现

针对±800 kV超高压换流站设备热图像的实时监测问题进行了研究。采用移动式监测终端的设计和无线Mesh组网技术,有效地实现了对站内设备进行热状态监测。系统具有红外图像和可见光图像的采集、传输、存储、告警、生成温度曲线和异常状态报告的功能。研究了设备温升的计算,区域异常告警划分和设备发热机理对照分析等关键技术,构建了典型故障信息库作为故障图样。结果表明:系统适合于较大范围对设备进行热状态进行监测,采集图像信息,功能实用。换流站的热图像图谱可用于研究设备发热机理,有效预警设备故障的发生。     

GaAs的CH_4／H_2反应离子腐蚀研究

在前研究ＩｎＰ的ＣＨ４／Ｈ２反应离子腐蚀的基础上，进行了ＧａＡｓ的ＣＨ４／Ｈ２反应离子腐蚀研究。ＧａＡｓ的腐蚀速率比ＩｎＰ慢，随ＣＨ４／Ｈ２组份之比值、工作压强、总流量率等而改变，从２ｎｍ／ｍｉｎ到８ｎｍ／ｍｉｎ。当总流量率为３０～１２３ｓｃｃｍ之间、ＣＨ４／Ｈ２＝０．１８，腐蚀后的表面总是光亮平滑的，损伤层的厚度≥３０ｎｍ。当用ＣＨ４／Ｈ２ＲＩＥ在ＣａＡｓ上制作深度＞０．６μｍ的结构时，必须要考虑高能离子的轰击给晶体造成的损伤和给光刻胶掩模造成的浸蚀，此时光刻胶作掩模已经不能满足要求，应改用介质薄膜。     

基于遗传神经网络的全天户外场景红外热像仿真

针对红外场景仿真中使用热力学方法对物体温度场建模的不足,将BP神经网络应用到场景中物体的红外温度场建模中,并通过遗传算法优化神经网络的初始权值.通过对场景中物体的表观温度进行多次测量,得到训练样本集合.然后训练神经网络,建立由车辆和路面组成的场景的温度场模型,并根据设定的气象条件分别对白天和夜晚场景进行仿真.根据仿真结果分析,此模型能够根据所设定的气象条件较准确地实时仿真场景的红外图像.     

Al膜的微孔阵列湿法腐蚀技术研究

微通道板(Microchannel Plate,MCP)是像增强器中实现电子倍增的关键器件。以硅为基体制备的微通道板相对于传统的微通道板在性能方面有很大的提高。在对硅进行反应离子深刻蚀(DRIE)前,需要对充当掩蔽层的金属铝膜进行湿法腐蚀。对于掩模图形为孔径10 m、孔间距5 m的大面阵的微孔阵列,在腐蚀过程中,微孔孔径较小导致溶液对流困难且反应生成物H2极易吸附在反应界面上,影响反应物质的输送和化学反应的进行。如果腐蚀参数不合适,阵列式微孔图形会出现随机腐蚀、不完全腐蚀、过腐蚀等现象。通过加入表面活性剂,减小溶液中表面应力,可以促使反应物H2排出。同时通过逐一控制变量,研究了腐蚀液浓度、腐蚀液温度和腐蚀时间对腐蚀结果的影响。结果表明,腐蚀速率与腐蚀液浓度、腐蚀液温度成正比。通过参数优化,得到了最佳的腐蚀参数。此时图形完整,尺寸准确,解决了微孔阵列的图形化问题。     

GaAs、GaAlAs晶片的化学择优腐蚀

本文在总结实验的基础上,给出了化学腐蚀的选择原则。并针对化学腐蚀中较重要的晶向择优和异质择优腐蚀,借助大量的曲线和照片,就 GaAs、GaAlAs材料做了讨论。最后,简单介绍了一下它们的应用。     

GaAs衬底层选择性腐蚀技术

本文在ＧａＡｓＧａＡｌＡｓ选择性腐蚀的基础上进行了腐蚀ＧａＡｓ衬底层获得ＧａＡ／ＧａＡｌＡｓ外延层薄膜的二次腐蚀技术。最终选用了Ｃ３Ｈ４（ＯＨ）（ＣＯＯＨ）３．Ｈ２Ｏ－Ｈ２Ｏ２系选择性腐蚀液和Ｈ２ＳＯ４－Ｈ２Ｏ２系腐蚀液，获得了快速，可控制，重复性好的可全部可局部去除衬底的腐蚀方法。     

GaAs MISFET制备中柠檬酸/双氧水溶液对GaAs/AlxGa1-xAs结构的选择湿法腐蚀

用α台阶仪和原子力显微镜(AFM)研究了不同体积比的柠檬酸(50%)/双氧水溶液对GaAs/AlxGa1-xAs系统的选择湿法腐蚀特性,对AlxGa1-xAs停止层的组分和腐蚀液体积比进行了优化.当腐蚀液体积比在1.5∶1到2∶1范围时获得了最好的选择腐蚀效果.在25℃.温度条件下,当腐蚀液体积比为1.5∶1时,对Al摩尔分数x为0.2、0.3和1的GaAs/AlxGa1-xAs系统腐蚀比分别为45、74和大于200,表面腐蚀形貌均匀平整.将这种选择腐蚀技术用于GaAsMISFET的栅槽工艺,获得了良好的阈值电压均匀性.     

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。     

激光辐照下GaAs表面腐蚀液滴自然浸润过程及其边缘刻蚀特性

研究了激光辐照下GaAs表面酸性腐蚀液滴的浸润及其腐蚀特性,实验获得了激光辐照下H2SO4-H2O2液滴在GaAs表面的浸润过程以及液滴边缘方位、晶体取向等差异对GaAs半导体表面刻蚀效果的影响,得到了有价值的结论.实验结果表明,腐蚀液液滴在GaAs表面随着时间向外扩散,腐蚀现象由中心向四周逐渐减弱,并在边缘部分出现不完全腐蚀现象;通过对同一液滴的不同位置的边缘进行观察发现液滴边缘的腐蚀图样不完全相同,由于晶体的各向异性使腐蚀图样具有明显的方向性,此结论对半导体器件的加工工艺起着重要的理论补充作用.     

GaAs、AlAs、DBR反应离子刻蚀速率的研究

采用 BCl3和 Ar作为刻蚀气体对 Ga As、Al As、DBR反应离子刻蚀的速率进行了研究 ,通过控制反应的压强、功率、气体流量和气体组分达到对刻蚀速率的控制 .实验结果表明 :在同样条件下 Ga As刻蚀的速率高于 DBR和 Al As,在一定条件下 Ga As刻蚀的刻蚀速率可达 40 0 nm/m in,Al As的刻蚀速率可达 35 0 nm/min,DBR的刻蚀速率可达 340 nm/min,刻蚀后能够具有光滑的形貌 ,同时能够形成陡直的侧墙 ,侧墙的角度可达 85°.     

液相外延生长GaAs微探尖刻蚀剥离技术研究

介绍一种用于扫描近场光学显微术(NSOM)传感头的GaAs微探尖的生长剥离技术.通过SiO2掩膜窗口,利用一次选择液相外延制备周期性阵列的GaA微探尖.在GaAs衬底与GaAs微探尖之间引入AlGaAs层,并对窗口大小的AlGaAs层进行选择腐蚀,将单个GaAs微探尖从GaAs衬底上剥离下来.扫描电子显微镜显示的结果表明,此微探尖具有金字塔结构、表面光滑凡转移过程无损伤.这种技术制备的GaAs微探尖的形貌与质量主要由晶体的结构决定,具有可重复,表面光滑、适合批量生产的优点.     

基于SiCl4/SF6的GaAs/AlAs ICP选择性干法刻蚀

报道了GaAs/AlAs的电感耦合等离子体(ICP)选择性干法刻蚀,刻蚀气体为SiCl4/SF6混合物.研究了在不同SiCl4/SF6气体配比、RF偏压电源功率和气室压力下,GaAs,AlAs的平均刻蚀速率与二者的选择比.合适的SiCl4/SF6气体比例(15/5sccm),低的RF偏压电源功率和高的气室压力将加强AlF3非挥发性生成物的形成,进而提高GaAs/AlAs的选择比.在SiCl4/SF6气体比例为15/5sccm,RF偏压电源功率为10W,主电源功率为500W,气室压力为2Pa时,GaAs/Al-As的选择比达1500以上.采用喇曼光谱仪对不同RF偏压电源功率和气室压力下,GaAs衬底被刻蚀面等离子体损伤进行了测试,表面形貌和被刻蚀侧壁分别采用原子力显微镜(AFM)和扫描电镜(SEM)进行观察.