氢氟酸和PSG牺牲层腐蚀的TDC模型

对不同结构,即直沟道结构、冒泡结构和组合沟道结构的氢氟酸牺牲层腐蚀进行了研究.以往的牺牲层腐蚀模型和实验结果不能很好地吻合.以往的模型和实验结果的误差随着腐蚀时间的增加而增大.本文提出了一个修正模型,在修正模型中：HF的扩散系数是浓度和温度的函数;腐蚀速率常数是温度的函数;此外还考虑了腐蚀产物对腐蚀过程的影响.对于组合沟道结构,对腐蚀前端形状的描述采用了一个新的数学模型.实验结果和以往的模型以及修正模型进行了对比,结果表明修正模型能够和实验结果吻合得很好.     

Bubble结构牺牲层腐蚀的一种改进模型

以往的牺牲层腐蚀模型把扩散系数看作是常数,然而,实验结果和以往模型的计算结果在腐蚀开始一段较短的时间内吻合较好,但随着腐蚀时间的变长两者的差异越来越明显.为了解释这一现象并使模型能够较好地预测腐蚀过程,提出了腐蚀模型应该考虑氢氟酸扩散系数是浓度的函数,并在此基础上得到了改进模型.在改进模型中,浓度的下降会引起扩散系数的增大,这部分补偿了腐蚀前端浓度的下降.另外在改进模型中,扩散系数还是温度的函数.实验表明,改进模型与实验结果吻合地较好.这些结果不仅为对牺牲层腐蚀机理的理解提供新的证据,而且也为溶液在bubble结构里面的扩散提供新的证据.文中所观察到的这些现象也适合于其他类型的牺牲层腐蚀,条件是其腐蚀过程是受扩散限制的.     

牺牲层腐蚀平面二维模拟与仿真

介绍了影响氢氟酸溶液腐蚀牺牲层速率的主要因素,阐述了一二阶联合模型以及这个模型的极坐标推广。详细讨论了极坐标扩散方程的数值求解算法,并对算法进行了适当的优化,利用C语言进行了计算机编程实现了对腐蚀过程的仿真．最后给出腐蚀单端开口结构腐蚀过程的仿真结果。     

Bubble结构牺牲层腐蚀的一种改进模型

以往的牺牲层腐蚀模型把扩散系数看作是常数,然而,实验结果和以往模型的计算结果在腐蚀开始一段较短的时间内吻合较好,但随着腐蚀时间的变长两者的差异越来越明显.为了解释这一现象并使模型能够较好地预测腐蚀过程,提出了腐蚀模型应该考虑氢氟酸扩散系数是浓度的函数,并在此基础上得到了改进模型.在改进模型中,浓度的下降会引起扩散系数的增大,这部分补偿了腐蚀前端浓度的下降.另外在改进模型中,扩散系数还是温度的函数.实验表明,改进模型与实验结果吻合地较好.这些结果不仅为对牺牲层腐蚀机理的理解提供新的证据,而且也为溶液在bubble结构里面的扩散提供新的证据.文中所观察到的这些现象也适合于其他类型的牺牲层腐蚀,条件是其腐蚀过程是受扩散限制的.     

牺牲层腐蚀二维数值模拟与仿真

建立了基于扩散方程的二维腐蚀模型,并给出相应的边界条件.为求解二维扩散方程,分别给出了有限差分显式和隐式求解算法.得到了每一时刻溶液在具体位置的浓度值,再由Topography模型计算腐蚀前端面的腐蚀情况得到腐蚀前端行进轮廓线.编程实现了对多种不同牺牲层几何结构以及组合结构腐蚀过程的仿真,最后实验验证了模拟的真实性.     

基于二维扩散方程的牺牲层腐蚀模拟与仿真

深入研究了牺牲层腐蚀机制,给出了可以在二维平面中模拟腐蚀过程的仿真程序。由于腐蚀主要由腐蚀溶液的扩散机制所影响,对溶液的二维扩散方程给出了求解的有限差分算法,得到了在具体时间和位置的浓度,再利用T opography模型计算腐蚀前端面的腐蚀进行情况得到腐蚀前端行进的轮廓线,通过编程得到了能够模拟不同开口牺牲层结构的仿真程序。最后给出模拟结果和实验腐蚀结果的对比。     

甘油加入BHF溶液作为牺牲层腐蚀方法的研究

提出了一种改进后的缓冲氢氟酸溶液,成分配比为4份40%氟化铵溶液、1份40%氢氟酸和2份甘油.通过在牺牲层腐蚀过程中对腐蚀液加热和搅拌提高了其对氧化硅和铝的选择比,测定了氧化硅和铝的腐蚀速率随腐蚀液温度变化的关系,确定了这种腐蚀液的最优工作条件,研究了加入甘油对腐蚀液腐蚀效果的影响,并在实际器件加工过程中测试了这种方法.     

甘油加入BHF溶液作为牺牲层腐蚀方法的研究

提出了一种改进后的缓冲氢氟酸溶液,成分配比为4份40%氟化铵溶液、1份40%氢氟酸和2份甘油. 通过在牺牲层腐蚀过程中对腐蚀液加热和搅拌提高了其对氧化硅和铝的选择比,测定了氧化硅和铝的腐蚀速率随腐蚀液温度变化的关系,确定了这种腐蚀液的最优工作条件,研究了加入甘油对腐蚀液腐蚀效果的影响,并在实际器件加工过程中测试了这种方法.     

牺牲层腐蚀二维数值模拟与仿真

建立了基于扩散方程的二维腐蚀模型,并给出相应的边界条件.为求解二维扩散方程,分别给出了有限差分显式和隐式求解算法.得到了每一时刻溶液在具体位置的浓度值,再由Topography模型计算腐蚀前端面的腐蚀情况得到腐蚀前端行进轮廓线.编程实现了对多种不同牺牲层几何结构以及组合结构腐蚀过程的仿真,最后实验验证了模拟的真实性.     

SiO2牺牲层刻蚀实验的研究与分析

氢氟酸(HF)刻蚀SiO2牺牲层受多种因素影响,其中刻蚀液的温度、组分、浓度、被刻蚀结构的形式及结构内部的残余应力等是最主要的。样品设计了多种测试结构,深入研究这些因素对刻蚀速率及结果的影响,并进行了详细的讨论与分析。通过实验可观察到刻蚀过程中的反应限制阶段与扩散限制阶段,说明经长时间的刻蚀,HF的扩散效应将成为影响刻蚀速率的主导因素。对于实验过程中观察到的"凸"状的刻蚀前端和"晕纹"现象,分析认为结构中的应力梯度及材料间不同的亲水性质是产生这些现象的主要原因。