外加电压对激光电化学刻蚀硅的影响研究

激光电化学刻蚀是将激光加工技术和电化学加工技术有机结合起来而形成的一种复合型刻蚀工艺。为了研究外加电压对激光电化学刻蚀硅的影响,本文采用248nm KrF准分子激光作为光源聚焦照射浸在KOH溶液中的阳极半导体n—Si上,实现激光诱导电化学刻蚀。在实验的基础上,详细分析外加电压对刻蚀工艺的影响,并对其产生的原因进行了分析。试验结果表明其影响主要有两个方面：（1）正的外加电压保证了SiO2钝化膜生成,从而实现了选择性刻蚀;（2）外加电压的增大,刻蚀速率会相应减小。因而外加电压也是调节刻蚀速率的一个重要的手段。     

电解液对准分子电化学刻蚀硅的影响研究

激光电化学刻蚀是将激光加工技术和电化学加工技术有机结合起来而形成的一种复合型刻蚀工艺.为了研究电.解兰对激光电化学刎蚀硅的影响,本文采用248nm KrF准分子激光作为光源聚焦照射浸在KOH溶液中的阳极半导体n-Si上实现激光诱导电化学刻蚀.在实验的基础上,研究了经学溶液对激光电化学蚀Si的雇刻蚀速率的影响,并对其产生的原因进行了分析.试验结果表明:化学溶液对刻蚀工艺的影响主要采辣于小同浓度的溶液对激光的吸收和折射;采用吸收率较小、浓度较低的溶液和控制液膜厚度能有效减小溶液飞溅和溶液折射.本文中,溶液的厚度控制在1mm左右.     

准分子激光刻蚀技术

本文介绍了准分子激光刻蚀的基本原理及特点,综述了近年来有重要意义的实验结果。     

准分子激光直接刻蚀聚酰亚胺技术研究

一、引言随着大规模集成电路和集成光学的不断发展,对加工技术的要求越来越高,如目前提出图形的精细化,过程低温化,掺杂薄层化及可控性优化等,而准分子激光器则以它能量高、波长短(200～400nm)等优点为解决这些问题提供了有利条件。于是,八十年代开始形成了准分子微细加工新兴技术领域。准分子激光微细加工大体可分为激光曝光技术,激光CVD     

准分子激光对Al,Au刻蚀的技术研究

本文报导了准分子激光对Al、Au等金属的直接刻蚀和诱导刻蚀技术,给出了刻蚀过程中激光能量密度、刻蚀速率及反应气体压力之间的关系,分析讨论了准分子激光对Al、Au的刻蚀机理和规律。     

水辅助准分子激光微加工硅的实验研究

为了研究脉冲激光在不同介质中的刻蚀特性,采用20ns短脉冲、248nm准分子激光(能量为150mJ~250mJ)分别在水和空气两种介质中对半导体单晶Si片进行微刻蚀实验研究。在实验的基础上,研究了两种介质中准分子激光刻蚀Si的刻蚀孔的基本形貌和刻蚀速率,并对结果进行了对比分析。研究结果表明,水辅助激光微加工时,熔屑易从加工区排出,有助于提高加工的表面质量;同时,水的约束提高了冲击作用,使得刻蚀速率加快。     

准分子激光增强金属电化学刻蚀特性实验研究

采用248nm KrF准分子激光照射电化学刻蚀中的金属阳极,记录过程中阳极电流的变化,对不同金属的阳极电流 曲线进行对比分析,发现在激光作用的时间内,阳极电流显著增大,激光作用过后,阳极电流迅速减小,而且脉冲频率越高阳 极电流增加的幅度越大,不同的金属阳极电流曲线有所不同,这反映准分子激光对不同金属电化学特性的增强有所差别。     

KrF准分子激光刻蚀PMMA研究

为了研究准分子激光刻蚀聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）的内在机理,将波长为248nm的KrF准分子激光垂直照射到PMMA材料表面,改变激光能量和脉冲数目,在大气背景下进行实验,照射后样品的表面形貌及化学结构用扫描电子显微镜（SEM）、3维形貌分析仪、X射线光电子能谱（XPS）等手段进行分析。SEM测试表明,在刻蚀区域出现孔状结构,说明刻蚀过程中有气体成分产生。XPS测试表明,激光照射后C1s峰的强度减弱而O1 s峰增强,据此推测PMMA侧链上的甲基被刻蚀掉且空气中的O2参与了反应。另外还研究了激光能量和脉冲数目对刻蚀率和表面粗糙度的影响。结果表明,随着激光能量和脉冲数目增加,刻蚀率和粗糙度并不是一直呈现递增的趋势。     

准分子激光电化学复合工艺中热-力效应研究

为了探寻准分子激光电化学刻蚀硅工艺中的热-力效应特性,采用功率密度大的248nm准分子激光聚焦照射浸在KOH溶液中的n-Si表面,实现了一种激光电化学复合刻蚀工艺.通过数值仿真与实验比较的方法,对该工艺的刻蚀速率进行了分析.研究结果表明,该复合工艺存在激光直接刻蚀、电化学刻蚀和激光与电化学耦合刻蚀等三种刻蚀作用;在耦合作用中,溶液中激光加工的热效应较小,光热效应导致的刻蚀小;而溶液中激光加工的力学效应对材料的刻蚀作用很大.通过对准分子激光与溶液中靶材相互作用过程的热-力效应分析,更深入地探讨了准分子激光电化学工艺的刻蚀机理.     

光波导端面的准分子激光刻蚀技术研究

面向光印刷互连背板的应用需求,提出基于准分子激光消融原理对光波导的刻蚀技术进行研究,在背板上任意位置获得光波导端面实现光耦合。采用193 nm波长的准分子激光作为光源,通过方形掩模孔径投影在互连背板光波导上,研究了激光能量、激光脉冲次数与刻蚀深度、端面粗糙度等参量之间关系,通过刻蚀参数的优化,刻蚀后端面光耦合损耗增加量约1.3 d B。     

准分子激光直刻横向影响区实验研究

采用248nmKrF准分子激光直接刻蚀金属和半导体,在加工后的试件表面上观察到了横向影响区。将其定义为两个部分,通过各部分的大小和颜色变化情况来描述横向影响的程度,研究了它们与激光参数之间的关系。在实验结果的基础上,提出了减小横向影响区的措施和方法。     

准分子激光直写加工特性与脉冲参数关系的研究

以玻璃为实验靶材,用精密微动平台准确调节靶材位置,利用波长248nm的KrF准分子激光器,研究了准分子激光直写加工图形和激光脉冲数及脉冲能量之间的关系。实验证明,随着加工槽深度的增大,单个激光脉冲所烧蚀的深度逐渐减小,当达到一定的脉冲数时,所烧蚀槽的深度基本上保持不变。脉冲能量越大,刻蚀速率越大,其速率同样具有一个上限值。     

本征非晶硅薄膜的准分子激光晶化

为了减低非晶硅薄膜太阳能电池的光致衰减效应和提高其光电转换效率,用等离子体化学气相沉积系统制备了本征非晶硅薄膜,用波长为248nm的KrF准分子激光器激光晶化了非晶硅表层,用共焦显微喇曼测试技术研究了非晶硅薄膜在不同的激光能量密度和不同的频率下的晶化状态,并用扫描电子显微镜测试晶化前后薄膜的形貌。结果表明,随着激光能量密度的增大,薄膜晶化效果越来越好,能量密度达到268.54mJ/cm2时晶化效果最好,此时结晶比约为76.34%;最佳的激光能量密度范围是204.99mJ/cm2~268.54mJ/cm2,这时薄膜表面晶化良好;在1Hz~10Hz范围内,激光频率越大晶化效果越好;晶化后薄膜明显出现微晶和多晶颗粒,从而达到了良好的晶化效果。     

Disordered wall arrays by photo-assisted electrochemical etching in n-type silicon

The fabrication of ordered, high aspect-ratio microstructures in silicon by use of photo-assisted electrochemical etching is an important technology, where voltage and current density are significant factors. In this paper, disordered walls appear in 5-inch n-type silicon wafers when a large current density is used. Based on the theory of space charge region, these disordered walls are caused by the contradiction between the protection from dissolution by a high applied voltage and the dissolution by a high current density. To verify this point, wall arrays were fabricated at different applied voltages and current densities. Moreover, the critical voltage was kept constant and different current densities were applied to obtain conditions for avoiding disordered walls and achieving uniform wall arrays. Finally, a wall array with a period of 5.6μm and a depth of 55μm was achieved at an applied voltage of 3 V and a monotonically increasing current density ranging from 22.9 to 24.5 mA/cm².     

提高准分子激光打孔质量的方法研究

为了提高准分子激光打孔质量,分析了影响现行加工系统打孔质量的因素,在此基础上提出利用钻孔法改进打孔效果的解决方案。根据此方案设计了加工光路,进行了微孔加工实验。实验结果表明,采用248nm准分子激光加工有机材料聚甲基丙烯酸甲酯,微孔形状规则,孔径锥度可减小至0.055。该加工系统和方法提高了微孔加工的速度和质量,在微加工领域具有很好的实际应用价值。     

多孔硅层湿法腐蚀现象的研究

阳极氧化法制备的多孔硅层分别经 1% HF、 1% NH3 / H2 O2 和 0 .0 5 % Na OH三种溶液在室温下进行湿法腐蚀 ,并用傅里叶变换红外光谱 (FTIR)和扫描电子显微镜 (SEM)对其变化进行了研究。腐蚀后多孔硅的表面形貌出现明显的刻蚀现象。红外吸收光谱表明 ,在用 1% NH3 / H2 O2 溶液腐蚀时 ,多孔硅层中 Si- O键和 Si- H键的强度增加 ,H- O键的强度下降 ;用 1% HF溶液和 0 .0 5 % Na OH溶液的腐蚀结果正好相反。 0 .0 5 %Na OH溶液对多孔硅层的腐蚀现象类似于强碱性溶液对单晶硅腐蚀表现出的各向异性 ,对多孔硅层厚度的腐蚀速度比 1% HF溶液的高     

准分子激光刻蚀聚合物微图形制作研究

主要描述了紫外准分子激光刻蚀聚酰亚胺(polyimide,PI)制作微图案实验。通过这种刻蚀方法,成功地在PI上制作了微米量级线宽和亚微米量级深度的图案。