Sub-100-nm特征尺寸研究及干法刻蚀技术的近代发展特点

微细加工技术建立在电子、离子和光子的粒子能量(物理)和引起的微化学反应(化学)的基础上。固有的粒子微小尺寸给它带来了惊人的精细加工能力。所谓大规模集成电路及声、光、电、磁特种器件都必须依赖这种特殊而广泛使用的技术才得以出现和发展。这包括图形的产生和复印,单层和多层,一维和多维等工艺的推进。越来越细的线宽尺寸给集成电路和器件性能及制造成本带来了极大的好处,因而追求0.1μm以下的尺寸令人们发生极大兴趣,并愿投入相当可观的经费。然而在微米级不曾发生的现象当达到0.1μm以下时发生了。这不仅关系到制造工艺流程的配置,也关系到新的器件原理。未来的器件应如何考虑所出现的新的效应和如何修改原有的设计理论是个新的课题。本文着重对此课题进行论述。     

真空微电子触觉传感器场致发射阵列的研究

阐述了真空微电子触觉传感器的工作原理。采用半导体集成电路加工技术和硅微各向异性腐蚀及氧化锐化工艺,在电阻率为３～５Ω·ｃｍ的ｎ型（１００）硅片上制备了真空微电子触觉传感器的场致发射阴极锥尖阵列,锥尖密度达３９００个／ｍｍ２,起始发射电压为２～３Ｖ,反向击穿电压大于３０Ｖ,收集极在２０Ｖ在电压时,单尖发射电流达０．２μＡ,实验结果表明这种真空微电子触觉传感器具有良好的触觉效应。     

磁场对PET表面碳氟等离子体改性的影响(Ⅰ)

利用变角XPS方法研究不同磁场条件下碳氟等离子体对PET表面的改性,并探讨了磁场对碳氟等离子体聚合的影响．实验结果表明,随磁场强度的增加,碳氟混合气体等离子体发生从聚合区域向刻蚀区域过渡的转折点向CF4含量低的方向移动;碳氟混合气体等离子体的不同作用区域的特征得到增强．     

尺寸形貌对硅纳米锥阵列结构反射特性的影响

为了探讨不同尺度和形貌的硅纳米锥阵列结构表面的光学特性,采用基于纳米粒子自组装薄膜掩蔽的亚微米干法刻蚀工艺,在硅基材表面制备了纳米锥阵列结构,并对纳米锥阵列结构进行了形貌表征及光学测试。结果表明,采用SF6和C4F8混合气体,其体积流量分别为12sccm和27sccm,功率750 W,偏压25V时,可以获得光学减反射性能优异的纳米锥阵列结构。通过调节刻蚀时长获得形貌相似而尺寸不同的硅纳米锥阵列结构。200nm和400nm周期硅纳米锥阵列结构表面具有2%～3%的反射率,而800nm周期硅纳米锥阵列结构表面则接近于硅基材背面的反射率并高于10%,说明亚波长结构的减反射特性更加显著。从实验上揭示了尺寸形貌对硅纳米锥阵列结构反射特性的影响规律,为进一步研究光学器件方面的应用提供了参考。     

电化学方法制作场发射体

为制得理想的场发射体,比较了多晶钨丝与单晶钨丝在三种不同腐蚀液中的腐蚀结果。提出通过观察“腐蚀斑”的形状变化来控制腐蚀条件的一种简单、有效、直观的方法。     

提高均质致密碳酸盐岩储层酸蚀裂缝导流能力效果研究

均质致密碳酸盐岩储层岩心经酸刻蚀后主要形成均匀刻蚀形态,裂缝主要通过少量凸起点支撑,岩性较软或在储层闭合应力时支撑点容易破碎或嵌入裂缝壁面使得裂缝大部分闭合,无法形成有效的自支撑渗流通道。通过向酸蚀裂缝内加入一定量的支撑剂能有效提高酸蚀裂缝导流能力。深入研究支撑剂粒径、铺砂浓度以及闭合应力等因素对酸蚀裂缝导流能力的改善情况。结果表明:自支撑裂缝随闭合压力增大下降迅速,在34.5 MPa时的导流能力已不足初始闭合压力下的2%,难以在储层闭合压力下有效保持,达不到长期增产的目的。增加额外支撑点的酸蚀裂缝,其导流能力在储层闭合压力下是自支撑裂缝导流能力的3~7倍。大粒径支撑剂能提供更高的裂缝导流能力,在酸压允许的情况下尽量选用大粒径支撑剂。现场对PG4井进行了加砂酸压改造技术,获得了6.314×104m3/d的产量,证实了均质致密碳酸盐岩储层酸压改造中提供额外裂缝支撑剂的必要性。     

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。     

化学腐蚀法制备发光硅纳米颗粒

用硝酸和氢氟酸的混合酸液腐蚀普通硅粉,经过超声空化作用,分别在去离子水、无水乙醇中制备出硅纳米晶颗粒.硅纳米颗粒的平均粒径约为2 nm,它们或单独存在,或包裹于非晶态物质中.在320 nm的光激发下,硅纳米颗粒的悬浮液在390 nm处呈现一明显的紫外发光峰,理论分析证明该发光峰与硅量子点的量子限制效应有关.     

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。     

载药金属微针的结构设计及制备

摘要：
提出一种新型载药微针结构设计方案,采用硅的各向异性刻蚀工艺与SU 8胶光刻工艺相结合的方法制备硅与光刻胶复合载药微针模具,将硅的各向异性刻蚀所得棱锥结构用于复制微针的尖端部分,SU 8胶曝光套刻出的带凸起结构的柱体用于复制微针的柱体部分,以此微结构为模具,通过2次聚二甲基硅氧烷（PDMS）浇铸复制而得PDMS凹三维结构.在此结构上,溅射金属种子层后采用小电流电铸技术电镀金属Ni,脱模得到载药金属微针.经力学性能测试,其断裂强度为366 MPa,远大于刺穿皮肤所需断裂强度3.183 MPa. 关键词：
微针; 光刻胶; 各向异性刻蚀; 断裂强度 中图分类号： TN 302
文献标志码： A