氧化镁薄膜的腐蚀速率研究

研究了以氧化镁（MgO）为牺牲层材料制作热成像阵列器件过程中MgO膜层在磷酸溶液中的湿法腐蚀特性,包括横向腐蚀速率和纵向腐蚀速率,获得了MgO膜层的腐蚀速率随磷酸溶液浓度和温度变化的关系曲线,并得到了用于制作图形和制作悬空结构的较好工艺参量.     

高功率垂直腔面发射激光器的湿法腐蚀工艺

为提高高功率垂直腔面发射激光器(VCSEL)光电性能,对氧化限制型高功率VCSEL湿法腐蚀工艺进行了实验研究。实验中采用H₃PO₄系溶液替代以往制备此类器件常用的H₂SO₄系溶液作为高功率VCSEL外延片的腐蚀液,利用扫描电镜(SEM)研究了腐蚀后外延片氧化窗口的腐蚀形貌变化与腐蚀液浓度的关系,消除了以往采用H₂SO₄系溶液腐蚀时,高功率VCSEL氧化层侧壁出现的"燕尾"结构;通过改变湿法腐蚀工艺的外部温度条件和腐蚀液的浓度配比,实验研究了高功率VCSEL湿法腐蚀速率规律,最后得出了制备高功率VCSEL时湿法腐蚀工艺的最佳外部温度条件与腐蚀液的最佳浓度配比。     

GaP台面腐蚀研究

高效GaP绿色发光二极管制造中,器件的隔离和台面制作具有十分重要意义。本文介绍了用于GaP发光器件的隔离和台面制作的碱性铁氰化钾化学腐蚀技术。观察了腐蚀温度,腐蚀时间对腐蚀深度和表面形貌间关系。结果表明:碱性铁氰化钾对GaP台面腐蚀是一种优良的腐蚀剂,具有较高的腐蚀速率(2微米/分),并可获得光滑无凹坑或少凹坑的腐蚀面。对出现的实验现象从机理上作了解释。     

离子速度成像技术研究2-溴戊烷的光解离动力学

运用离子速度成像技术研究了2-溴戊烷分子在～234 nm处的光解离动力学. 通过分析光解产物Br(²P_3/2)(简称Br)和Br(²P_1/2) (简称Br*)的速度影像,分别得到其速度分布和角度分布. Br和Br*的速度分布可以用两个高斯分布拟合,分别对应于2-溴戊烷在～234 nm处两个独立的光解离反应通道. 高能的高斯分量对应于C-Br伸缩振动模式的直接解离,低能的高斯分量对应于弯曲振动和C-Br伸缩振动耦合所导致的解离. 确定出光解离产物Br的相对量子产率为0.892,结合Br和Br*碎片的各项异性参数和溴原子的相对量子产率,讨论了³Q₀、³Q₁和¹Q₁激发态分别对产物Br和Br*的贡献. 通过对比溴代戊烷4种同分异构体光解离过程的差异,讨论了分子烷基分支化对光解机理的影响.     

响应面方法的硅刻蚀工艺优化分析（英文）

利用响应面分析方法优化了用于压力传感器硅敏感芯体的刻蚀操作条件。主要考虑了温度、KOH浓度和腐蚀时间三个操作参数,将它们的范围分别设定为40~60℃,0.4~0.48mol/L和5~12.5h,并设定各向异性腐蚀速率为响应值。通过建立二次方模型,分析这些参数的单独影响以及多个操作条件之间对腐蚀速率的相互交叠作用。分析结果表明:模型可以精确预测99%的响应值,相比于腐蚀时间,溶液浓度和工作温度对刻蚀速率的影响更为明显。     

响应面方法的硅刻蚀工艺优化分析（英）

利用响应面分析方法优化了用于压力传感器硅敏感芯体的刻蚀操作条件。主要考虑了温度、KOH浓度和腐蚀时间三个操作参数，将它们的范围分别设定为40~60 ℃，0.4~0.48 mol/L 和 5~12.5 h，并设定各向异性腐蚀速率为响应值。通过建立二次方模型，分析这些参数的单独影响以及多个操作条件之间对腐蚀速率的相互交叠作用。分析结果表明:模型可以精确预测99%的响应值，相比于腐蚀时间，溶液浓度和工作温度对刻蚀速率的影响更为明显。     

亚甲蓝褪色光度法测定痕量溴酸根

在盐酸介质中 ,以 Na Cl为催化剂 ,Br O-3 氧化亚甲蓝褪色 ,建立了分光光度法测定痕量溴酸根的新方法。研究了溴酸根氧化亚甲蓝褪色的最佳条件 ,最大吸收波长 λmax=6 6 8nm,表观摩尔吸光系数为 4 .2 4×1 0 4L· mol-1 · cm-1 ,Br O-3 的浓度在 5× 1 0 -8— 4× 1 0 -6mol· L-1 范围内符合比耳定律 ,回归方程为 :ΔA=9.372× 1 0 4C 0 .0 5 5 82 ,相关系数 r=0 .9993。方法用于化学试剂中溴酸根测定得到了较好的分析结果。     

硅（100）晶面上硅和二氧化硅的横向与纵向腐蚀速率

定义了硅表面上硅和二氧化硅的横向腐蚀速率 ,系统地测量了硅 (10 0 )晶面上的硅和二氧化硅在 4 0 %(质量分数 )氟化铵水溶液中的横向与纵向腐蚀速率 ,并和硅 (111)晶面上的测量结果进行了对比 .对比结果表明 ,尽管两种晶面上的硅和二氧化硅的腐蚀速率有明显的差别 ,其相应的表观活化能在误差范围内相同 .实验中还发现 ,溶液的温度为 38.2℃时 ,硅腐蚀过程中形成的气泡对硅的腐蚀速率有显著的影响 :开始时加速硅的腐蚀 ;但随着气泡在硅 /溶液界面的聚集 ,阻碍硅的腐蚀 .     

高硫石油焦喷射脱汞实验研究

以Na_2S与NH4Br溶液分别对石化工业副产物高硫石油焦进行活化,改性以制成载溴富硫活性炭。采用比表面积及孔隙度分析仪、扫描电子显微镜/X射线能谱分析仪、X射线光电子能谱仪对吸附剂物理化学性质进行表征。在模拟烟气管道喷射实验装置上进行了高硫石油焦喷射脱汞实验研究。结果表明,Na_2S活化后的石油焦表面微孔结构和微观形貌得到较大改善,在石油焦表面形成含硫官能团;NH4Br改性后使溴活性因子搭载于石油焦表面,促进了临近含硫官能团的活性;表面含硫官能团与溴活性因子的共同作用使高硫石油焦表现出较强的汞吸附脱除能力,可作为燃煤烟气喷射脱汞吸附剂。     

响应面方法的硅刻蚀工艺优化分析（英文）北大核心CSCD

利用响应面分析方法优化了用于压力传感器硅敏感芯体的刻蚀操作条件。主要考虑了温度、KOH浓度和腐蚀时间三个操作参数,将它们的范围分别设定为40~60℃,0.4~0.48mol/L和5~12.5h,并设定各向异性腐蚀速率为响应值。通过建立二次方模型,分析这些参数的单独影响以及多个操作条件之间对腐蚀速率的相互交叠作用。分析结果表明：模型可以精确预测99%的响应值,相比于腐蚀时间,溶液浓度和工作温度对刻蚀速率的影响更为明显。     

基于电感耦合等离子体的InP基半导体材料干法刻蚀的研究

研究了基于电感耦合等离子体(ICP)刻蚀系统的InP基半导体材料的干法刻蚀.采用Cl2/Ar/H:混合刻蚀气体,分别研究了氯气体积分数和ICP功率与刻蚀速率之间的关系,及镍、二氧化硅和二者结合型掩膜版的适用范围.获得有效的刻蚀速率为450～1 200 nm/min,InP对金属镍的选择性刻蚀比值为175～190.掩膜版...     

Butt-joint regrowth method by MOCVD for integration of evanescent wave coupled photodetector and multi-quantum well semiconductor optical amplifier

We have realized integration of evanescent wave coupled photodetector (ECPD) and multi-quantum well (MQW) semiconductor optical amplifier (SOA) on MOCVD platform by investigating butt-joint regrowth method of thick InP/InGaAsP waveguides to deep etched SOA mesas. The combination of inductively coupled plasma etching and wet chemical etching technique has been studied to define the final mesa shape before regrowth. By comparing the etching profiles of different non-selective etchants, we have obtained a controllable non-reentrant mesa shape with smooth sidewall by applying one step 2HBr:2H₃PO₄:K₂Cr₂O₇ wet etching. A high growth temperature of 680 ℃ is found helpful to enhance planar regrowth. By comparing the growth morphologies and simulating optical transmission along different directions, we determined that waveguides should travel across the regrowth interface along the [110] direction. The relation between growth rate and mask design has been extensively studied and the result can provide an important guidance for future mask design and vertical alignment between the active and passive cores. ECPD-SOA integrated device has been successfully achieved by this method without further regrowth steps and provided a responsivity of 7.8 A/W. The butt-joint interface insertion loss is estimated to be 1.05 dB/interface.     

脉冲紫外激光刻蚀聚合物薄膜的发射光谱和形貌学研究

用聚焦的紫外XeCl准分子激光器轰击高分子聚合物薄膜(涤纶薄膜),由OMA系统接收其发射光谱.发现谱线主要为C2的Swan带和CN的红带,并与高压汞灯照射后的聚合物薄膜的发射谱进行了比较,在我们的实验精度内,没有发现区别.实验显示,每个光脉冲能刻蚀掉几分之一到几个微米的薄膜.激光的刻蚀效应存在波长和能量密度两个阈值.对于涤纶薄膜,能量密度的阈值约为40mJ/cm2.同时还作了紫外吸收光谱和SEM照片的分析.     

ZnSe-ZnS超晶格的通光蚀孔及列阵研究

用MOCVD方法在GaAs衬底上生长ZnSe-ZnS超晶格.用化学腐蚀方法在GaAs衬底上开一个通光窗口,使该窗口上仅剩有1～1.8μm厚的生长层.室温下测量了蚀孔后由于化学腐蚀造成生长层表面差异的ZnSe-ZnS超晶格的吸收光谱.研究了带有生长过渡层和无过渡层的超晶格质量对其吸收光谱性能的影响.发现过渡层的存在保护了超晶格激子吸收性能.在此基础上首次采用新工艺在3×3mm2面积上把GaAs衬底金部腐蚀掉,剩下均匀、光滑的ZnSe-ZnS超晶格层,在其上做出了300×300μm2的列阵,为在ZnSe-ZnS超晶格上实现光学双稳的集成化提供了必要条件.     

横向外延过生长磷化铟材料的生长速率模型

分别考虑气相扩散和掩膜表面扩散过程，建立了金属有机化学气相沉积条件下横向外延过生长的速率模型. 在砷化镓衬底上外延磷化铟条件下，模拟得到了生长速率随掩膜/窗口宽度(m/w)变化的关系. 通过讨论掩膜/窗口宽度的影响，说明了掩膜宽度、窗口宽度以及有效掩膜宽度是决定生长速率的关键因素. 以上结论与实验结果一致. 关键词： 横向外延 生长模型 扩散 生长速率     

衍射光学元件的反应离子束蚀刻研究

本文提出了一种制作衍射光学元件的新方法——-反应离子束蚀刻法.对此技术研究的结果表明:反应离子束蚀刻法具有高蚀刻速率、蚀刻过程各向异性好、蚀刻参数控制灵活等特点,对于衍射光学元件和微光学元件的精细结构制作十分有利.本文详细总结了反应离子束蚀刻过程中各工艺参数对蚀刻速率的影响,并在红外材料上制作了Dammann分束光栅.     

自集成透镜InGaAsP／InPDHLED及其离子束铣技术

本文报道在国内首次采用离子束铣技术研制自集成透镜InGaAsP/InP DH LED的实验结果。采用烘烤正性光致抗蚀剂来形成球状掩膜适合于离子束铣,且重复性很好。为了获得光洁的刻蚀表面,刻蚀条件均已最优化。     

Selective etching of InP in NaF solution

The crossing porous structure of InP has been obtained by electrochemical etching in NaF solutions. The behavior of the periodic oscillation occurs at different potential ranges for the different concentrations of solutions, and it will disappear with the concentration of the solution decreased. The scanning electron microscope (SEM) image shows that the pores have two directions on the surface and are perpendicular to each other. The two directions are assigned to [0 1 1] and [], respectively. The SEM image of the cross-section also shows that the two directions are assigned to [1 1 1]B and []B. Both are due to the selective etching of F⁻ ions. The crossing porous structure of InP is a very promising feature for the three-dimensional structure of III-V compound semiconductors for photonic band gap materials.     

红外微透镜阵列及其与MCT红外焦平面的集成

针对中短波碲镉汞（MCT）红外焦平面探测器的使用要求,设计了用于混合集成和单片集成且尺寸大小与探测器像元结构匹配的方形底折射微透镜阵列。采用热熔成形和（反应）离子柬刻蚀转移技术制作了多种红外材料微透镜,如Si、Ge、GaAs、蓝宝石以及红外玻璃（IRG-103和IRG-104）微透镜。针对混合集成和单片集成的不同要求,选用多种光刻胶如AZ6112和AZ6130等不同厚度的胶以及SUN-120P低熔点正型光刻胶,进行热熔和刻蚀实验,遴选分别适用于混合和单片集成的光刻胶。优化光刻胶和衬底材料的刻蚀速率比,得到高填充因子和合适光学参数的微透镜阵列。探究了SUN-120P低熔点正型光刻胶的特性和通过离子柬刻蚀转移视线实现零间距透镜的工艺。最后介绍了与MCT红外焦平面阵列器件的集成方式和工艺进展。     

The formation of developed morphology on the indium phosphide surface by ion argon beam sputtering

Self-organizing structures on the InP surface that are formed by ion-beam sputtering in the energy range 0.1–15 keV are investigated. It is shown that the processing of the InP surface by monochromatic argon beams can give rise to the formation of two, “grass” and “cone-in-pit,” morphologies. The formation of the relief is treated in terms of a qualitative model including the processes of sputtering, cascade mixing, and surface transport. The model adequately predicts the fluence dependence of the density and size of morphological features. In addition, it enables one to clarify conditions under which the morphologies form, as well as to explain the effect of target temperature on the demarcation line between the morphologies. It is demonstrated that the morphology may become anisotropic in the case of mask etching. In particular, the application of regularly spaced strips as masks makes it possible to produce a texture-like surface structure.