蒙特卡罗法单晶硅的腐蚀工艺表面微观形态仿真研究

讨论了基于蒙特卡罗法模拟各向异性腐蚀加工的微观表面形态的仿真方法.应用台阶流动模犁,分析了(h,k,l),f)晶面中(h+2,h,h),(,h,1,1),(h+2,h十2,h)以及(h,h.1)晶面族上反应活跃的台阶部位原子的排列特征,结合微掩模的作用和定义方法,提出了通过限制各品面族台阶部位广泛存在的一级、二级邻居数为(3,7)原子移除概率的方法来模拟快速反应区域的吸附抑制现象.把上述内容应用于RPF函数对(100)面的凸起结构,(110)面的带状条纹以及(111)面的三角形凹陷微观结构进行了仿真计算,解释了腐蚀中微观形貌的特征和成因.算法在3种基础晶面和高指数(322)晶面的计算结果能够很好地符合实验中观察剑的表面形态微观特征,验证了方法的有效性.     

Metropolis蒙特卡罗模拟湿法腐蚀算法研究及应用

探讨了Metropolis蒙特卡罗方法模拟硅微加工各向异性湿法腐蚀仿真算法.在台阶流动(step flow)模型上引入了腐蚀概率方程,确定了蒙特卡罗转移概率.通过对不同相位晶面(vicinal surface)在掩模下的腐蚀模拟对提出的方法进行了校验分析,解释了蒙特卡罗法处理复杂晶面的原理和过程.模拟测试中,仿真程序能正确地再现不同晶向腐蚀速率特性以及凸角腐蚀的结构形态,经过与目前报道的元胞自动机以及其他种类蒙特卡罗法比较分析,模型具有较高的仿真效率和结果精度.最后,该系统模拟一个实际的微加速度传感器设计中的凸角补偿问题,在震动岛块的掩模补偿设计中验证了模型的正确性.     

Metropolis蒙特卡罗模拟湿法腐蚀算法研究及应用

探讨了Metropolis蒙特卡罗方法模拟硅微加工各向异性湿法腐蚀仿真算法.在台阶流动(step flow)模型上引入了腐蚀概率方程,确定了蒙特卡罗转移概率.通过对不同相位晶面(vicinal surface)在掩模下的腐蚀模拟对提出的方法进行了校验分析,解释了蒙特卡罗法处理复杂晶面的原理和过程.模拟测试中,仿真程序能正确地再现不同晶向腐蚀速率特性以及凸角腐蚀的结构形态,经过与目前报道的元胞自动机以及其他种类蒙特卡罗法比较分析,模型具有较高的仿真效率和结果精度.最后,该系统模拟一个实际的微加速度传感器设计中的凸角补偿问题,在震动岛块的掩模补偿设计中验证了模型的正确性.     

HIT太阳电池的单晶硅表面腐蚀工艺的研究

对用于HIT太阳电池的单晶硅要求有良好的界面特性,而且要求单晶硅衬底的厚度比较薄.采用各向异性腐蚀的方法制得了具有绒面结构的单晶硅衬底.腐蚀时间为40 min时,能够得到表面反射率最低的界面,平均反射率为10.9%,同时也具有规则的金字塔结构,且厚度满足制作HIT太阳电池的要求,在250 μm左右.还研究了用各向同性腐蚀的方法来减薄硅片,具有较高的腐蚀速率.     

Nd:YAG固体激光铣削单晶硅表面形貌研究

利用体视显微镜和扫描电子显微镜观察Nd:YAG固体脉冲激光铣削的单晶硅表面形貌,利用能谱分析仪EDAX对铣削表面进行成分分析。不同功率密度的激光铣削的单晶硅表面形貌差别比较大,其表面化学成分也存在较大差别。     

表面活性剂在单晶硅太阳能电池片制绒中的作用

表面活性剂在晶体硅电池清洗制绒中具有重要的作用。在现有大规模产业化生产线NaOH＋H2O＋异丙醇（IPA）制绒体系的基础上,研究了复配表面活性剂替代异丙醇的可行性。通过测试不同浓度复配表面活性剂条件下制备得到绒面的表面反射率和SEM形貌图,测试研究结果显示,复配表面活性剂的制绒效果要显著优于以异丙醇（IPA）为添加剂的腐蚀溶液,且复配表面活性剂浓度在略大于临界胶束浓度得到最优实验结果。     

半导体表面腐蚀工艺方法改进

从化学动力学的角度重新审视腐蚀和清洗过程,我们对半导体表面腐蚀和清洗工艺做了以下改进.     

单晶硅各向异性湿法刻蚀的研究进展

单晶硅各向异性湿法刻蚀是制作硅基微电子机械系统(MEMS)器件的重要步骤之一,由于具有刻蚀均匀性好、批量大、成本低的优点而深受关注。首先回顾了单晶硅各向异性湿法刻蚀的刻蚀机理,比较了三种常用各向异性刻蚀液的刻蚀性质,讨论了刻蚀形状的控制技术。然后着重介绍了表面活性剂修饰的单晶硅各向异性湿法刻蚀速率和刻蚀表面光滑度等特性,以及面向MEMS应用的基于该刻蚀技术的各种微纳新结构;分析了表面活性剂分子在刻蚀过程中的作用,强调了表面活性剂分子在单晶硅表面的吸附性对改变刻蚀表面的物理性质的重要性。最后在此基础上,归纳了单晶硅各向异性湿法刻蚀的发展情况,探讨了其未来的发展方向。     

碱性腐蚀工艺条件对硅片表面腐蚀形貌的影响

碱性腐蚀工艺条件对硅片表面腐蚀形貌如粗糙度、显微镜下的表面状况的影响做了研究,通过实验结果给出了特定要求条件下硅片腐蚀的最佳方案.运用硅的化学腐蚀机理分析了表面腐蚀状况的原因.     

湿法腐蚀后硅表面形态微结构的研究

随着半导体工艺集成度的不断提高及微纳米技术的发展,半导体硅材料的湿法腐蚀及腐蚀后硅表面的平整度及洁净度对半导体器件的影响越来越重要,有关此方面的研究也日益受到重视。本文利用扫描隧道显微镜(STM)技术,研究了Si(111)在几种不同比例的NH_4F-HCl溶液中腐蚀后的表面形态及洁净度。表面的STM图像分析,表明在较高pH值的NH_4F-HCl溶液中腐蚀的Si(111)表面粗糙度较小。     

单晶硅各向异性腐蚀的微观动态模拟

根据单晶硅各向异性腐蚀的特点,以晶格内部原子键密度为主要因素,温度、腐蚀液浓度等环境因素为校正因子,建立了一个新颖的硅各向异性腐蚀的计算机模拟模型。在VC++开发环境下利用OpenGL技术,实现了硅各向异性腐蚀过程的三维微观动态模拟,为深刻理解硅的各向异性腐蚀过程提供了直观的界面。     

基于MATLAB的硅各向异性腐蚀过程模拟

根据硅各向异性腐蚀特点,在硅各向异性腐蚀速率图基础上,提出算法,利用数学软件MATLAB模拟了几种简单掩膜图形的腐蚀过程.程序从二维掩膜描述出发,找到相关晶面,产生动态的三维几何结构的输出.并推导出凸角补偿时补偿条的相关尺寸.其结果对MEMS加工有一定参考价值.     

各向异性腐蚀表面粗糙度的"应力模型"

微电子机械系统(MEMS)关键的体加工工艺——各向异性腐蚀的样品表面会出现一定程度的不平面貌，针对这一现象提出了“应力模型”，用来解释腐蚀后表面粗糙度出现的物理机制，对表面激活能、腐蚀液激活能等物理概念进行了分析，提出了腐蚀表面粗糙度的计算公式，解释了各向异性腐蚀与表面形貌相关的实验现象。     

利用湿法刻蚀的方式制备黑硅

采用一种简便的方法制备出具有很好光吸收性能的黑硅材料,利用化学气象沉积和光刻的方式在硅片（100）表面形成圆形Si3N4掩膜,然后采用两种湿法刻蚀相结合方式来制备黑硅材料。首先采用碱刻蚀的方式对硅片进行各向异性刻蚀,刻蚀完成后在硅片表面形成尖锥形貌;后期利用金纳米颗粒作为催化剂,采用酸刻蚀的方式对硅片表面进行改性,在硅片表面形成多孔结构。这种黑硅材料在250～1000nm波段的光吸收率可以达到95％以上。     

一种可用于硅刻蚀工艺模拟的三维表面演化算法

针对硅微加工中的刻蚀工艺模拟应用,提出了一种基于点元网格和单位法向最的三维表面演化算法,在形成的连续曲面上,以高斯积分法得到点元步进的单位法向量,实现三维表面的构建与推进.根据典型的刻蚀工艺及其物理模型,该表面演化算法能够用于硅等离子体刻蚀等与表面演化方向相关的工艺模拟.参照简单的各向同性刻蚀,利用该三维算法实现了不同...     

单电子加法器的Monte Carlo模拟

建立了一个单电子加法器的物理模型,采用Monte Carlo法对其进行数值模拟,分析了温度、栅极电容及隧道结电容等参数对单电子加法器的电学特性的影响。发现加法器对温度和栅极电容器的电容变化非常敏感,而改变隧道结的电容、电阻对单电子加法器的电学特性的影响不明显。