MEMS中硅的深度湿法刻蚀研究

探讨用于MEMS硅湿法刻蚀的刻蚀液浓度、温度、添加剂种类和浓度对刻蚀速率及表面粗糙度的影响,优化得到最佳刻蚀条件,刻蚀速率较常用刻蚀条件时提高约3倍;用扫描电镜观察刻蚀后的表面形貌,结果显示优化刻蚀条件下硅表面粗糙度得到极大的改善.以优化的刻蚀条件进行深度刻蚀,蚀刻出深达236μm的窗口,图形完整,各向异性良好.     

高酸度电解质溶液中硅酸的形态及其聚合动力学研究

结合核燃料后处理水法冶炼中的实际情况,研究了模拟核燃料后处理除硅过程中,硅含量分别为150mg/l和100mg/l的高酸度电解质溶液,经不同加热处理并添加絮凝剂后,溶液中硅酸的形态及其转化状况。结果表明:硅酸从低聚到中聚最后形成高聚的过程是个连续反应,絮凝剂对低聚硅酸的聚合无明显影响,而对中聚硅酸的聚合有明显影响。低聚硅酸的聚合反应动力学规律近似为三级。反应随着酸度的增高,聚合加快,其表观动力学常数与[H~+]近似成正比。整个硅酸的聚合反应动力学有连续反应的特征。     

纳米SiO_2包覆改性薄片铝粉颜料及其耐酸性研究

以正硅酸乙酯为前驱体,氨水为催化剂,采用溶胶-凝胶法在薄片铝粉颜料表面包覆了一层薄而致密的纳米SiO_2层,考察了反应工艺参数对包覆层形貌及耐酸性的影响.通过调节反应温度和时间、铝硅比、水硅比、催化剂用量等工艺条件,可以控制正硅酸乙酯的水解速率、活性硅酸在铝粉粒子表面的吸附速率及缩合速率之间的相对大小,从而控制SiO_2以膜沉积的方式对铝粉进行包覆,得到均匀致密的包覆膜.实验得到较优的条件为:同时滴加正硅酸乙酯和氨水水溶液,控制铝硅比为5.5,水硅比为30,氨水用量3 mL,在40 ℃下反应6 h,铝粉粒子表面的SiO_2包覆层均匀致密,包覆型铝粉在pH＝1的酸溶液中能稳定存在30 d而不产生H_2.     

增强广谱吸收硅表面

为增强黑硅的广谱吸收性能,在氢氧化钠/异丙醇(NaOH/IPA)体系下对单晶硅进行金字塔表面织构的基础上,采用金纳米粒子辅助湿法化学方法做了进一步刻蚀.利用扫描电子显微镜(SEM)和紫外—可见—近红外分光光度计对表面形貌和反射光谱进行了表征与测量.结果表明:增强广谱吸收硅表面具有纳米/微米双尺寸陷光结构,在350~2 500nm波段平均反射率低于5.5%.     

两种场发射锥尖的制备工艺及电学特性分析

研究了倒金字塔填充型锥尖及正向刻蚀硅尖的制备方法，工艺及封装方法等，并分别测试了这两种场发射尖阵列的电子发射特性，分配表明倒金字塔填充型锥尖适用于制备高频器器件，正向刻蚀的硅尖适用于制备高速开关器件。     

面阵硅场发射阵列的离子束刻蚀

利用光刻热熔法及氩离子束刻蚀技术制作１２８×１２８元面阵硅场发射器件,采用扫描电子显微镜（ＳＥＭ）和表面探针等测试手段分析所制成的面阵硅微尖阵列和硅微台（微环尖）阵列的表面微结构形貌特点．所制成的面阵硅微尖和硅微台（微环尖）器件的图形整齐均匀,达到了预定的各项指标的要求．实验表明,所采用的器件制作方法有较大的实用价值．     

硅酸锂溶液的硅灰碱溶法制备工艺及其在混凝土表面处理中的应用

采用硅灰碱溶法一次性投料制备硅酸锂溶液,以收率和模数为主要指标,用正交分析探究其制备工艺,测试分析了样品性能,并对其进行了混凝土表面处理的应用评价。优化的制备条件为:反应温度90℃,LiOH质量分数1.5%,液固比14,反应时间2 h。制得的透明硅酸锂溶液模数可达3.5,收率大于91%,胶体中位粒径为397.3 nm,黏度为1.25 m Pa·s。该硅酸锂溶液直接应用于混凝土表面处理后,能提高混凝土抗压强度,改善混凝土表层微观结构,且可使混凝土表层3～4 mm处孔隙率降低约30%。     

面阵硅场发射阵列的离子束刻蚀

利用光刻热熔及法氩离子束刻蚀技术制作 １２８＊１２８元面阵硅场发射器件。采用扫描电子显征购 间和表探针等测试手段分析所制成的面阵硅微尖阵列和硅微阵列的表面向一结构形貌特点。     

刻蚀条件对石英各向异性刻蚀特征的作用机理及KMC数值模拟

针对石英晶体各向异性湿法刻蚀复杂的各向异性刻蚀特性,致使刻蚀演化过程和结果难以预测和控制,利用刻蚀半球法得到了石英在多种体积比刻蚀溶液中和不同温度条件下的全晶面刻蚀速率,分析了刻蚀条件的改变对于石英刻蚀各向异性特征的影响作用,并从晶面活化能角度解释了刻蚀各向异性的成因.在形貌预测方面,通过对石英晶体x轴(电轴)和y轴(机械轴)上主要晶面原子排列和速率特征的分析,建立了以基于石英的移除概率函数(QUARTZ-RPF)方程为刻蚀依据的KMC仿真模型,实现了对不同刻蚀条件下的全晶面刻蚀速率及Z-cut切型晶片任意掩膜下刻蚀结构和表面形貌的精确模拟.     

XeF2对SiO2/Si的干法刻蚀

XeF2是一种可以在常温下与硅发生反应的气体,可用作对硅进行干法刻蚀的工作气体,其对硅刻蚀特性呈现各向同性.研制了一个使用脉冲法对二氧化硅/硅体系进行XeF2刻蚀的系统,刻蚀系统简单且操作容易.利用该系统成功地刻蚀出"蘑菇状"的SiO2/Si结构,得到的刻蚀选择比大于1000.     

化学镀银过程硅表面催化性质对镀膜成核的研究

在单晶硅表面用化学镀的方法制备了纳米级的银催化晶籽层,利用开路电位时间曲线(OCP-T)的变化情况监测了硅表面银晶籽的生长过程.研究表明在有Ag 离子存在的溶液中加入HF后的瞬间,银晶籽即在硅表面形成,且在5 s内完全达到覆盖.用OCP-T对刻蚀硅片与银晶籽活化后的硅片在化学镀溶液中的成核情况进行了研究,并结合原子力显微镜与傅立叶红外反射对活化前后的表面经化学镀覆银的情况进行了对比,结果表明用银晶籽层活化的硅片表面具有良好的催化活性,在其上经化学镀银后所得到的薄膜表面平滑度高、致密性好.     

硅纳米线表面喷墨打印纳米银油墨的SERS性能研究

在金属辅助化学刻蚀法制备的硅纳米线表面,通过喷墨打印纳米银油墨制备了银纳米粒子/硅纳米线复合结构基底.通过调节刻蚀时间和刻蚀温度,探究硅纳米线的微观形貌变化,及其对基底表面增强拉曼散射(SERS)活性的影响.实验结果表明,硅纳米线的长度随着刻蚀时间的延长而增加.当刻蚀温度为40℃、刻蚀时间为8 min时,能够激发更强的SERS信号.银纳米粒子/硅纳米线对探针分子罗丹明6G的最低检测限为10^-7mol·L^-1.     

基底表面结构对银枝晶形貌及其表面增强拉曼散射效应的影响

为了研究不同形貌特征的银枝晶的表面增强拉曼散射(SERS)效应,通过在不同表面形貌的生长基底(利用酸刻蚀和碱刻蚀处理所得)上生长银枝晶,实现银枝晶分枝密度的调控,利用扫描电子显微镜和透射电子显微镜对三种银枝晶的形貌特征进行了表征分析。从银枝晶生长机理入手,分析了银枝晶生长过程及其生长过程中硅基底表面结构产生的影响。以R6G的低浓度水溶液作为被探测物质,利用激光共焦显微拉曼光谱仪器比较分析了三种不同形貌的银枝晶的表面增强拉曼散射效应,建立了相邻银枝晶分枝间隙距离与"活性热点"分布密度的关系。     

基底表面结构对银枝晶形貌及其表面增强拉曼散射效应的影响简

为了研究不同形貌特征的银枝晶的表面增强拉曼散射（SERS）效应,通过在不同表面形貌的生长基底（利用酸刻蚀和碱刻蚀处理所得）上生长银枝晶,实现银枝晶分枝密度的调控,利用扫描电子显微镜和透射电子显微镜对三种银枝晶的形貌特征进行了表征分析。从银枝晶生长机理入手,分析了银枝晶生长过程及其生长过程中硅基底表面结构产生的影响。以R6 G的低浓度水溶液作为被探测物质,利用激光共焦显微拉曼光谱仪器比较分析了三种不同形貌的银枝晶的表面增强拉曼散射效应,建立了相邻银枝晶分枝间隙距离与“活性热点”分布密度的关系。     

高温氨气氛下镍纳米催化剂的结构研究

研究了高温氨处理过程对SiO2/Si基底表面镍纳米薄膜显微结构变化的影响,探讨了镍纳米薄膜显微结构随氨气介入时间、薄膜厚度以及氨气刻蚀温度等参数变化的规律,并对氨在其变化过程中的作用机制进行了初步分析.结果表明:SiO2/Si基底表面镍纳米薄膜转变成高密度、小直径、均匀镍纳米颗粒的关键是恰当的氨气介入时间和刻蚀温度;硅表面的二氧化硅层有效地隔离了镍原子和硅原子的扩散,这种隔离层对镍纳米薄膜的显微结构有很大的影响,起到了阻碍硅和镍发生化合反应的作用,维持了镍在基底表面物质的量的恒定.     

O2流量对O2/C4F8等离子体刻蚀SiCOH低k薄膜的影响

研究了O2/C4F8等离子体刻蚀SiCOH低k薄膜时O2流量对刻蚀率、表面结构的影响,及其放电等离子体特性的关联.发现O2流量的增大可以极大地提高多孔SiCOH薄膜的刻蚀速率,降低表面的粗糙度,减少SiCOH薄膜表面的C:F沉积.等离子体特性的光谱分析表明,O2的添加,增强了C与O之间的反应,从而在Si、F反应刻蚀Si的同时,C、O之间的反应使C消耗,实现Si、C的同步刻蚀,从而获得SiCOH低k薄膜的高刻蚀率和低粗糙度表面.     

化学刻蚀硅制备太阳能电池减反射结构的研究进展

硅基太阳能电池的关键技术之一是在硅表面制备高效减反射结构,化学刻蚀法是制备减反射结构的最常用方法,其研究热点为贵金属辅助化学刻蚀技术,综述了化学刻蚀硅制备太阳能电池减反射结构的主要方法、刻蚀机理、工艺特征及应用等的研究进展,重点介绍了贵金属辅助化学刻蚀技术的最新研究成果.     

对称双栅高斯掺杂应变Si金属氧化物半导体场效应管的二维解析模型

基于扩散、阈值调整和离子注入等工艺过程导致器件的沟道区的掺杂分布不均匀,提出对称双栅高斯掺杂应变硅MOSFET器件,并对其相关特性进行研究。通过对沟道二维泊松方程求解建立该器件结构的表面势和阈值电压模型,分析弛豫SiGe层的Ge组分和掺杂偏差σn对表面势和阈值电压的影响。此外,还对比分析高斯掺杂对称双栅应变硅MOSFET器件和均匀掺杂对称双栅应变硅MOSFET器件的表面势和阈值电压。研究结果表明:阈值电压随应变Si膜中Ge组分的增加而降低;表面势和阈值电压随偏差σn的增加而减小;高斯掺杂对称双栅应变硅MOSFET器件和均匀掺杂对称双栅应变硅MOSFET器件的表面势和阈值电压相差较大,表明非均匀掺杂对器件表面势和阈值电压等影响较大。     

A_r~+激光诱导氯气刻蚀硅

本文通过被局域刻蚀硅表面形貌的精确测量,考察了刻蚀速率对于激光功率、波长、反应室气压的依赖关系,讨论了在不同光斑尺寸和刻蚀深度下反应机理的变化,给出了衬底晶向和表面氧化层对刻蚀效果影响的一些新的结果。     

介孔二氧化硅制备中粒径和孔径控制研究

以正硅酸乙酯为硅源,十六烷基三甲基溴化铵作为表面活性剂,研究反应条件如氢氧化钠浓度、反应温度等对介孔二氧化硅颗粒大小和孔径的影响。实验结果表明,在一定范围内,升高反应温度和增加氢氧化钠浓度均使介孔二氧化硅粒径减小,通过添加一定量的三甲苯可以有效增加介孔二氧化硅的孔径。