超声波震荡法及润湿性增强法对单晶硅阶梯光栅闪耀面粗糙度的影响 |
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引用本文: | 焦庆斌,巴音贺希格,谭鑫,李艳茹,朱继伟,吴娜.超声波震荡法及润湿性增强法对单晶硅阶梯光栅闪耀面粗糙度的影响[J].光学学报,2014(3):53-59. |
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作者姓名: | 焦庆斌 巴音贺希格 谭鑫 李艳茹 朱继伟 吴娜 |
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作者单位: | 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所;中国科学院大学; |
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基金项目: | 国家863计划(2010AA1221091001);国家重大科研装备开发专项(2011YQ120023) |
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摘 要: | 单晶硅阶梯光栅闪耀面表面粗糙度会引起入射光的散射形成杂散光,为获得低杂散光的阶梯光栅槽形,减小单晶硅阶梯光栅闪耀面表面粗糙度显得尤为重要。在单晶硅湿法刻蚀工艺中,阶梯光栅闪耀面表面粗糙度较大的原因是反应生成的氢气易在硅片表面停留,形成虚掩模,阻碍反应的进一步进行。基于超声波空化作用及异丙醇(IPA)增加单晶硅表面润湿性的原理,在单晶硅湿法刻蚀制作阶梯光栅工艺过程中分别利用超声波震荡法及润湿性增强法对所制阶梯光栅闪耀面表面粗糙度进行改善。利用超声波震荡法所制阶梯光栅闪耀面表面粗糙度小于15nm,利用润湿性增强法所制阶梯光栅闪耀面表面粗糙度小于7nm。同时施以超声波震荡法和润湿性增强法,在异丙醇质量分数范围为5%~20%,超声波频率为100kHz,功率范围为30~50 W时,所制阶梯光栅闪耀面表面粗糙度小于2nm,而且当异丙醇质量分数为20%、超声波频率为100kHz以及超声波功率为50W时,所制中阶梯光栅闪耀面表面粗糙度达到1nm。实验结果表明,同时施以超声波震荡法及润湿性增强法,并优化实验参数可以制备更低粗糙度的阶梯光栅。
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关 键 词: | 光栅 湿法刻蚀 表面粗糙度 超声波震荡 润湿性增强 |
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