硅低速刻蚀和钨膜刻蚀研究

针对半导体器件研制过程中等离子体刻蚀工艺的具体需要,研究了硅的低速率刻蚀和钨薄膜的刻蚀,得到了加磁场条件下刻蚀速率与刻蚀气体流量,射频功率的关系曲线,得到了不加磁场时不同的刻蚀气体流量下钨的刻蚀速率,以及在刻蚀气体中掺杂不同比例氧气时硅的刻蚀速率,对上述结果加以简单的讨论并给出了符合工艺要求的刻蚀条件。     

硅的反应离子刻蚀实验研究

采用SF6和O2为刻蚀气体,在275m(torr)的反应压力下对硅进行了反应离子刻蚀实验研究。通过不断调节射频功率、刻蚀气体的流量等系列对比实验,研究、探索并优化了对硅的反应离子刻蚀工艺条件。实验研究得出的最优化条件:射频功率为120W,SF6和O2的流量为36cm3/s和6cm3/s。在该工艺条件下获得三个重要的刻蚀参数:刻蚀速率为1036nm/min,对氧化物的选择比为56.6,均匀性为4.41。     

等离子体刻蚀中工艺参数对刻蚀速率影响的研究

用实验方法研究了在感应耦合等离子体(ICP)的干法刻蚀过程中，工艺参数对刻蚀速率的影响．研究结果表明，刻蚀速率随SF6气体流量、自偏压以及射频功率的增大而增大，但当SF6气体流量、自偏压达到一定值后，刻蚀速率开始降低．实验中对工艺参数进行了优化，在射频功率为500W、自偏压为150V、流量为50cm^3／s，以及SiO2和Si3N4的选择比为15的条件下。硅的刻蚀速率达到了0．80μm／min．     

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.     

紫外压印光刻中阻蚀胶残膜刻蚀工艺

针对紫外（UV）压印光刻在压印工艺过程中会产生阻蚀胶残膜的技术特点，采用以O2为反应气体来清除阻蚀胶残膜的反应离子刻蚀（RIE）工艺方法，研究了不同的反应气体流量、反应腔室压力、射频功率等刻蚀参数对刻蚀速率和刻蚀各向异性的影响，得到了刻蚀速率和刻蚀各向异性随各刻蚀参数的变化趋势图．实验结果表明，减小反应气体压力和气体流速可以降低刻蚀速率，提高刻蚀各向异性．通过对刻蚀参数的优化配置，当射频功率在200W、反应气体流速在30mL／min、反应腔室压力为0．6Pa时，刻蚀速率可以稳定在265nm／min，各向异性值可以达到13，因此实现了对压印图质形的高质量转移．     

ICP刻蚀技术研究

介绍感应耦合等离子(ICP)的刻蚀原理,研究以SF6为刻蚀气体,不同的电极功率、气体流量、反应室压强、反应室温度、样片开槽宽度等工艺参数对Si和SiO2的刻蚀速率和选择比的影响.实验结果表明,提高RF1功率和SF6流量,可以提高刻蚀速率和选择比,提高RF2功率虽能提高刻蚀速率但降低选择比,反应室压强上升到1.2Pa时,刻蚀速率达最大值,刻蚀温度为零度时,Si的刻蚀速率最大,开槽宽度对刻蚀速率影响不大.     

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.     

直立平板电极反应室中硅粉粒的表面刻蚀

在直立平板电极鞘层内进行了硅粉表面刻蚀.使硅粉的纯度由99%提高到99.97%.提出了鞘区中离子和高能氩原子的平均能量和通量方程,建芷了包括高能中性粒子贡献的刎蚀速率计算式.实验和计算结果表明总的刻蚀速率可达到2.04×1015/(cm2·s)以上.文中还给出了反应区内粉粒沉降时间的方程和粉粒的收集判据.在一般工艺条件下,硅粉在反应区内的沉降时间为5～10 s,这意味着纯化目标必须经约40次循环才能实现.     

三结砷化镓太阳电池干法刻蚀技术研究

通过采用Cl2/BCl3/Ar作为刻蚀气体对三结砷化镓太阳电池隔离槽干法刻蚀工艺进行研究。针对单参数对刻蚀速率及刻蚀形貌的研究,摸索出最优工艺参数。研究结果表明采用合适的工艺参数,可以实现隔离槽一次刻蚀,并且干法刻蚀技术制备的二极管电性能良好,能经受环境适应性试验和可靠性验证。利用干法刻蚀技术,刻蚀精度大为提高,刻蚀形貌也大为改善,二极管制备合格率提高了2.5%以上。     

有机玻璃的反应离子深刻蚀

以有机玻璃薄片为原料,进行反应离子深刻蚀,探讨了有机玻璃的刻蚀反应机理,着重研究了工作气压和功率密度对刻蚀速率、图形形貌的影响.结果表明,O2反应离子刻蚀有机玻璃是以化学刻蚀为主,同时离子碰撞作用也很重要.刻蚀速率开始随气压增大而加快,刻蚀速率主要受氧活性粒子浓度控制;气压超过一定值时,刻蚀速率反而减小,气压太高不利于各向异性刻蚀.刻蚀速率随功率增加而增大,适当增大功率有利于各向异性刻蚀.通过优化刻蚀工艺,可以获得侧壁较陡直光滑的有机玻璃微结构,扩展了加工微结构的方法.     

利用SiCl4/Ar/H2气体ICP干法刻蚀GaAs材料

利用SiCl4/Ar/H2气体的电感耦合等离子体(ICP)干法刻蚀GaAs材料,研究反应气体流量、样品室压力、源功率RF1和RF2等参数对刻蚀速率的影响.结果表明:在反应气体SiCl4,Ar和H2的流量分别为2,4,1mL.min-1,样品室压力为0.400Pa,RF1和RF2的功率分别为120,500 W的最佳优化参数下,得到的刻蚀速率为486nm.min-1,且同时满足垂直而光滑的台面.利用该优化后的配方刻蚀GaAs衬底10min后,得到大面积的光滑表面,其粗糙度为0.20nm.     

频率组合对容性耦合等离子体SiO_2刻蚀的影响

使用两种频率组合(60 MHz/2 MHz,41 MHz/13.56 MHz)激发产生容性耦合等离子体,通过改变源气体流量比、射频源功率、自偏压等条件进行了SiO2介质刻蚀的实验研究.结果表明,两种频率组合中,SiO2的刻蚀速率随放电源功率和射频自偏压的增大而单调上升,然而,两种频率组合中SiO2的刻蚀速率随气体流量比的变化呈现出不一样的趋势:在6%流量比时,60 MHz/2 MHz频率组合中SiO2的刻蚀速率达到最小值,而41 MHz/13.56 MHz频率组合中SiO2的刻蚀速率达到最大值;随后60 MHz/2 MHz频率组合的刻蚀速率随着流量比的增加有所增加,而41 MHz/13.56 MHz频率组合的刻蚀速率随着流量比的增加呈现出先增加后减少的趋势,并且在20%之后表现出了沉积效果.60 MHz/2 MHz频率组合的SiO2介质刻蚀后的粗糙度优于41 MHz/13.56 MHz.     

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。     

模拟离子刻蚀过程3维表面演化方法

为了进一步研究刻蚀工艺机理来指导和优化刻蚀工艺,该文利用3维元胞自动机模型来实现表面演化方法,模拟等离子体刻蚀加工工艺,并着重探讨离子刻蚀过程的模拟。改进光线跟踪加速技术,提出了最近边界优先移动法实现刻蚀离子入射轨迹的计算;根据3维元胞自动机模型中表面演化特征,提出了一种邻域驱动拟合法来计算表面法线。实验结果表明,这些方法可以明显提高模拟方法的效率,满足快速仿真的要求。将该方法应用到实际硅刻蚀工艺的3维表面演化模拟,实验与模拟结果的对比也验证了该方法的有效性。     

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.     

金属辅助化学刻蚀法制备尺寸可控的硅纳米线

为制备粗细均匀、大长度的硅纳米线,通过金属辅助化学刻蚀方法,以银作为辅助金属,利用场发射扫描电镜(FESEM)和FIB/SEM双束系统作为检测手段,结合微加工工艺,研究了不同的反应离子刻蚀时间和化学刻蚀时间对制备的硅纳米线的尺寸和形貌的影响。结果表明,通过该方法制备的硅纳米线粗细均匀、长度较大。控制反应离子刻蚀时间和化学刻蚀反应时间,可以控制硅纳米线的形貌与尺寸。     

化学刻蚀工艺参数对刻蚀速率的影响

本文系统分析了化学刻蚀过程中反应生成的扩散和物质传输规律,得到了刻蚀工艺参数如时间、温度、HF酸浓度、辅助试剂对刻蚀速率的影响规律。结果表明:在刻蚀时间较短时刻蚀速率基本恒定,随着时间的增加刻蚀速率呈现逐渐下降的趋势。温度的升高改变了反应物质的活化能和溶液的传输特性,促使刻蚀速率加快。随HF酸浓度的增大刻蚀速率有很大的提高,但反应过快不宜控制刻蚀进程,而采用缓冲氧化物刻蚀剂有利于提高熔石英元件化学刻蚀速率。     

硅纳米电极超低电压场致电离特性研究

用湿法化学刻蚀制备出具有直立结构的硅纳米线,其平均长度为20μm,平均直径100 nm.将该硅纳米线作为电容式电离结构的一维纳米电极,建立场致电离的测试系统,并在常温常压下测试出电离的全伏安特性,得出了一维纳米电极系统气体电离的规律.测试结果表明,利用湿法化学刻蚀制备的硅纳米线作为一维纳米电极,可以大大降低系统的击穿电压,原因在于它具有较高的场增强因子、小尺寸效应以及高的缺陷密度.     

丙酮对金刚石膜生长速率的影响

采用灯丝热解化学气相沉积方法，在不同的碳源气体气氛中合成金刚石薄膜，并研究不同工艺条件下的金刚石膜生长速率．结果表明，在较低的灯丝分解气体温度和较近的灯丝与衬底距离条件下，以丙酮为碳源气体合成的金刚石膜具有较高的生长速率和较好的质量．     

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.