湿法刻蚀腔室结构数值优化

为确定某种新型刻蚀机最优的晶圆与喷淋头间距(Gap),通过CFD仿真分析气体在不同Gap腔室内的物质输运分布,并结合乙醇环境下HF酸刻蚀SiO2工艺的物理化学过程,建立了刻蚀速率估算公式,以此分析了不同Gap腔室的刻蚀速率及刻蚀均匀性,最终获得了具有最佳刻蚀效果的腔室结构.研究分析表明:Gap较小时晶圆中心刻蚀速率偏高,Gap较大时晶圆边缘刻蚀速率偏高;平均刻蚀速率随着Gap的增大逐渐降低,而刻蚀不均匀度随Gap增大先减小后增大,在Gap取值70 mm时刻蚀均匀性最佳且刻蚀速率较高.     

碳纳米管聚合物复合膜的等离子刻蚀研究

本文研究了等离子刻蚀碳纳米管(CNTs)聚合物复合膜的工艺,并采用测量接触电阻表征薄膜的刻蚀效果.用SEM对刻蚀前后的试样膜面进行了观测.结果表明电压为100 V,电流为0.52 A时可以有效地刻蚀掉在制备无衬底碳纳米管膜时附在其上的粘胶剂和聚合物.且刻蚀前后碳纳米管复合膜的电阻有很大变化,从110.2Ω降至8.4Ω.     

晶体硅太阳能电池绒面的反应离子刻蚀制备研究

以SF6和O2为反应气体,采用反应离子刻蚀(RIE)技术,在单晶硅衬底表面制备了锥型绒面结构,系统地研究了关键刻蚀条件对RIE晶硅表面制绒的影响.结果表明,随着反应气压增大,晶体硅表面锥型结构呈现分布均匀和高度增加的趋势,但过高气压下锥型微结构向脊型转变直至消失.在反应气体中掺入CH4,晶体硅表面锥型结构高度增加,表面平均反射率下降到5.63;.该结果可解释为:气压增大导致的F原子刻蚀的增强有利于锥体结构高度增加,小尺寸的SiOyFx聚合物掩模的完全刻蚀使锥型结构的尺寸逐渐均匀,而过高的气压下,掩模及晶体硅的过量刻蚀导致微结构只剩锥体底部的脊型凸起.CH4掺入导致CHx聚合物的掩模和粒子轰击效应均有增强,更有利于高纵横比锥型微结构的形成.     

湿法刻蚀机腔室关键结构及主要工艺参数对刻蚀性能的影响因素研究

以某18英寸湿法刻蚀机腔室为研究对象,建立了流-热耦合的数值分析模型,研究了刻蚀过程中工艺气体在圆筒式腔室内流速、压强、温度的分布规律,结合HF酸在乙醇环境下刻蚀SiO2的工艺原理,提出了由耗散系数、物质转换系数、物质量通量、品格结构等表征的刻蚀速率及刻蚀不均匀性评价方法,得到了腔室关键结构及主要工艺的参数对刻蚀性能的影响规律.     

晶圆级薄膜铌酸锂波导制备工艺与性能表征

随着光子集成和光通信技术的快速发展,低损耗波导是实现高效光子传输的关键元件,其性能直接影响整个集成芯片的性能。因此,低损耗波导的制备技术是当前铌酸锂集成光子技术研究的热点和难点。本研究针对晶圆级低损耗薄膜铌酸锂波导的制备工艺进行了深入研究,在4英寸的薄膜铌酸锂晶圆上,基于深紫外光刻和电感耦合等离子体刻蚀技术,成功制备出了传输损耗低于0.15 dB/cm的波导,同时刻蚀深度误差控制在10%以内,极大地提高了波导结构的精确度。此外,本研究还提出了一种基于微环谐振腔的晶圆上波导损耗的表征方案,能更精确地评估波导性能。通过测试,发现所制备的波导合格率超过85%,显示出良好的可重复性和可靠性。本文中发展的晶圆级薄膜铌酸锂加工工艺,对推进铌酸锂波导的大规模制备和应用具有重要意义。     

化学气相沉积法制备的石墨烯晶畴的边缘刻蚀

通过对化学气相沉积法合成的六角形石墨烯晶畴进行H2刻蚀,发现在铜衬底上合成的六角形石墨烯晶畴具有两种与降温过程有关的边缘刻蚀模式,揭示了在化学气相沉积的降温过程中石墨烯晶畴边缘形态的改变.利用原子力显微镜对石墨烯晶畴进行观测,证明了在降温过程中石墨烯晶畴的边缘发生弯曲,并且下沉到铜衬底中.通过改变刻蚀温度对石墨烯晶畴进行H2刻蚀,发现石墨烯晶畴的边缘在降温过程中的形态改变增强了铜衬底对其的保护作用,能够在一定温度范围内避免晶畴边缘发生H2刻蚀,同时,证明了刻蚀温度在石墨烯的H2刻蚀过程中起着非常重要的作用,当刻蚀温度过高,铜衬底对石墨烯晶畴边缘的保护作用减弱,晶畴发生边缘刻蚀现象.本文首次证明了石墨烯晶畴的边缘刻蚀与化学气相沉积的降温过程和刻蚀温度有密切关系,进一步阐明了化学气相沉积法合成的石墨烯的生长和刻蚀机理.     

Fe刻蚀金刚石的速率

本语文对Ｆｅ刻蚀金刚石的速率进行了定量的研究。Ｆｅ刻蚀金刚石的机制是金刚石晶格中的碳原子自（金刚石－Ｆｅ）界面不断溶入γ－Ｆｅ，并在γ－Ｆｅ中扩散。根据这一机制，导出了Ｆｅ刻蚀金铡石速率（ｖ）的理论公式。应用理论公式的计算值与实测相比较，两者基本相符。该式对与Ｆｅ刻蚀金刚石机制相同的过程均可适用。     

使用ECR等离子体沉积和刻蚀非晶碳薄膜

用苯作源气体在一个微波电子回旋共振等离子体系统中沉积了含氢非晶碳薄膜,研究了沉积参数对膜的生长速率的影响.为了探索该种薄膜在干刻蚀工艺过程中用作掩膜的可能性,还研究了它在氧等离子体中的刻蚀性能.结果表明非晶碳膜对于氧等离子体具有高的抗刻蚀性,其刻蚀率不仅与刻蚀的过程参量有关,而且决定于膜的沉积条件.     

化学气相沉积法制备石墨烯晶畴的氧气刻蚀现象研究

利用化学气相沉积法在抛光铜衬底上制备出六角形石墨烯晶畴,并对石墨烯晶畴进行氧气刻蚀.刻蚀完成后,利用光学显微镜和扫描电子显微镜观察到石墨烯晶畴表面的褶皱被刻蚀成网络状和短线状形貌的刻蚀条纹,并且刻蚀条纹的密度分布差异较大.通过电子背散射衍射测试证明了铜衬底的晶向与褶皱的形貌和密度分布有密切关系,不同的铜衬底晶向会影响褶皱的形貌和密度分布.通过改变刻蚀时间和刻蚀温度,发现刻蚀温度对石墨烯的氧气刻蚀具有更重要的影响,当刻蚀温度高于250 ℃时,刻蚀速率明显提高.这种氧气刻蚀方法,为观察石墨烯表面褶皱的形态和密度分布提供了一种便捷的途径.     

Zr3Al3C5的酸碱刻蚀及其电极反应的研究

MAX是一种新型的三元结构陶瓷材料,但是,由于A与M之间键强比较弱,所以可以通过化学方法把A剥离出来,从而制备出一种类似于石墨烯的二维层状结构材料MXene.本实验以ZrH2、Al、C为原料,在高温真空管式炉中通入Ar并且在1500℃下烧结保温2 h,烧结制备出三元Zr3Al3C5陶瓷.再通过HCl+KF与KOH+KF对Zr3l3C5的刻蚀制备出二维Zr3C2晶体,并且研究了温度、酸碱浓度对刻蚀结果的影响.弄清楚了碱对Zr3Al3C5刻蚀的产物和其反应机制,还从电化学方面对其刻蚀产物和机制进行验证.研究表明,在刻蚀Zr3 Al3C5过程中,40;HF和刻蚀温度为60℃时,80℃和HCl 7.2 mol/L时,90℃和1 mol/L KOH时,刻蚀效果最好.