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.     

耐等离子刻蚀陶瓷的研究现状

等离子刻蚀技术是超大规模集成电路制备工艺中不可或缺加工技术.在半导体晶圆尺寸不断增大以及特征尺寸不断缩少的发展进程中,晶圆的污染问题越来越突出.而刻蚀机腔室材料作为晶圆的主要污染源之一,其耐等离子刻蚀性日益受到人们的关注.本文主要介绍耐等离子体刻蚀腔体材料的特性及目前国内外的研究与发展现状.     

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.     

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.     

单晶硅各向异性仿真刻蚀模型构建与形貌模拟

本文针对单晶硅在不同温度、浓度、表面活性剂等多种刻蚀条件下的形貌模拟问题,构建了硅原子结构模型并分析了其主要晶面刻蚀速率和对应原子结构之间的关系,提出了适应于单晶硅刻蚀模拟的表层原子刻蚀函数(Si-RPF),明确了晶面宏观刻蚀速率与原子微观移除概率之间的数值联系,构建了基于遗传算法的动力学蒙特卡罗各向异性湿法刻蚀工艺模型(Si-KMC)。该工艺模型可以基于台阶流动理论,从原子角度解释单晶硅刻蚀各向异性的成因,能够明确不同类型的原子在刻蚀过程中的作用和实现对不同刻蚀条件下单晶硅衬底三维刻蚀形貌的精确模拟。对比有无表面活性剂添加条件下的单晶硅刻蚀实验数据和模拟结果表明,Si-KMC刻蚀工艺仿真模型模拟结果可以达到90%以上仿真精度。     

高温氨刻蚀对硅基纳米铁薄膜显微形态的影响

本文研究了750℃高温氨刻蚀对硅基铁纳米薄膜显微形态变化的影响。找到了纳米铁颗粒平均直径和平均分布密度随刻蚀时间、薄膜厚度等参数变化的规律,并对氨在其变化过程中的作用机制进行了初步探讨。研究发现:5~10nm的薄膜原始厚度和8~12m in的刻蚀时间是硅基铁纳米薄膜催化高定向碳纳米管阵列化学气相沉积生长的较理想条件。     

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.     

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。     

Fe刻蚀金刚石的工艺因素

对Ｆｅ刻蚀金刚石过程中石墨要出的速率进行了定量的研究。Ｆｅ刻蚀金刚石的过程是：金刚石晶格中的碳原子溶入γ－Ｆｅ，在γ－Ｆｅ中扩散并在远离金刚石的一侧以石墨态要出。由该机制导出了石墨析出速率的理论公式。石墨析出速率（ＪＧ）与温度、保温时间、Ｆｅ膜厚度及碳在γ－Ｆｅ中的扩散系数有关。合理设置上述参数及通过添加元素改变扩散系数的方法，可以控制Ｆｅ与金刚石反对石墨的析出量。     

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.     

Plasma Etching of Niobium-SiOx Layers

CF₄-plasma etching of niobium and SiO_x layers has been investigated in a r.f. diode reactor. Etch rates increase linearly with increasing power density and also increase with pressure. The etch rate ratio can be changed using different etch gases or operating in different plasma modes (PE or IEPE). Changing from the ion enhanced plasma etching mode (IEPE) to plasma etching mode (PE) the etch rate ratio is changing by an factor of ten. On the basis of etch rate dependences on process parameters and thermodynamic data it has been suggested the generation of flourine radicals as the rate limiting step. A general etching model has been proposed, which explains qualitavelty and quantitatively (on account of data from literature) the measured results.     

The Thermal Etching of GaP

The thermal decomposition and etching of GaP have been investigated. The {111} GaP surfaces were treated in 10⁻²—10⁻⁵ torr vacuum, and in hydrogen and argon atmosphere, in a temperature range of 900—1300 K. Under the different experimental conditions the etched surfaces show different morphological characteristics and polar properties, from which the suitable range for thermal etching or polishing can be choosen. All experiments show that the evaporation mechanism in vacuum and argon is similar, but in hydrogen the process is different.     

近红外半导体材料HgInTe的缺陷腐蚀

研究了HgInTe的腐蚀工艺,探索出一种适合于HgInTe的腐蚀液,并对腐蚀原理做了分析.利用该腐蚀液对HgInTe晶体内部的缺陷种类和分布进行了研究.结果表明,垂直轴向切割的HgInTe晶片腐蚀后的位错蚀坑呈近等腰三角形.在本实验条件下,位错蚀坑密度EPD(etch-pit density)约在105/cm2数量级.HgInTe晶体中的位错墙主要以边重叠和角重叠两种方式排列而成.HgInTe中存在少量由内应力引起的微裂纹.该腐蚀液能有效地显示HgInTe晶体不同晶面的多种缺陷,腐蚀效果较好.     

Thermal Etching on Calcite Cleavages

Thermal etch pits are observed on calcite cleavages at very small range of temperatures in atmosphere. Different characteristics such as nonmovement of cleavage lines and dislocations, thermal percussion by gas molecules, are observed in thermal etching. It is found that chemical and thermal etching are not the same process for calcite cleavage etching. The origin of thermal etch pits is not at dislocations intersecting the cleavage surfaces.     

Effect of Impurities on the Etching of Sodium Chloride Crystals

The results of a study of the effect of HgCl₂, ZnCl₂, PbCl₂ and CaCl₂ on the surface micro-morphology and kinetics of etching of {100} planes of NaCl crystals in methanol and ethanol are described and discussed. It was found that addition of an impurity to the solvent leads to the formation of contrasting dislocation etch pits, and that the overall dissolution rate in a solvent decreases with an increase in additive concentration. In the case of HgCl₂ impurity added to methanol terraced etch pits are observed, but their terracing behaviour diminishes with the increasing impurity concentration.     

CdGeAs2单晶体的腐蚀研究

报道了一种新型的CdGeAs2晶体择优腐蚀剂,配方为:H2O2(30;): NH4OH(含NH325;-28;): NH4Cl(5mol/L): H2O=1 mL: 1.5 mL: 1.5 mL: 2 mL.将经机械研磨、物理抛光和溴甲醇化学抛光处理后的表面平整无划痕的CdGeAs2晶片,在40 ℃下超声振荡腐蚀数分钟,采用金相显微镜和SEM进行蚀坑观察.结果表明,新型腐蚀剂对CdGeAs2晶体(204)和(112)晶面择优腐蚀效果显著,蚀坑取向一致,具有很强的立体感;(204)晶面蚀坑呈三角锥形,(112)晶面蚀坑呈五边形,从晶体结构上对蚀坑形成机理进行了分析讨论.