基于半导体光放大器的非相干光源抗反膜的优化设计

对半导体光放大器(SOA)放大的自发发射(ASE)谱进行了实验和理论研究,并且分析了SOA端面反射率对ASE谱的谱宽以及平坦度的影响.结果表明,不恰当的抗反膜会严重减小输出光谱的带宽;而在采用具有宽带材料增益谱的有源区基础上,结合抗反膜的优化设计,则可以获得既宽又平坦的非相干光源.

2 维光子晶体抗反膜的制作及其特性分析

为了研究2维亚波长光栅的抗反射特性,分析了2维光子晶体的2维光栅结构,通过全息3束光干涉的方法,在光刻胶上制作了六角结构的2维全息光子晶体结构。把具有2维全息光子晶体结构的光刻胶作为母版采用全息模压的方法,将结构复制到薄膜材料上。结果表明,这种抗反膜在红外波段具有增透作用,与理论分析相吻合。

高数值孔径光刻成像中顶层抗反膜的优化

高数值孔径光学光刻中,成像光分布在较大的入射角范围内,传统顶层抗反膜优化方法只对垂直光来减小光刻胶上表面反射率,难以保证光在整个入射角范围实现反射率最小。提出全入射角范围顶层抗反膜优化方法,即在入射角范围内实现光刻胶-顶层抗反膜-空气(或浸没液体)界面的最小平均反射率,并优化顶层抗反膜参量。结果表明,该方法能减小薄膜干涉引起的成像线宽(CD)变化,有效控制成像摆效应,增大顶层抗反膜透射率,提高横电和横磁偏振光透射率之比,从而提高扫描曝光系统的生产率,进一步改善成像衬比度。

高数值孔径光刻成像中双层底层抗反膜的优化

在高数值孔径光学光刻中,成像光入射角分布在较大范围内,传统的单底层抗反膜不足以控制抗蚀剂-衬底界面反射率(衬底反射率)。考虑照明光源形状以及掩模的影响,提出了一种新的双层底层抗反膜优化方法,依据各级衍射光光强求衬底反射率的最小权重平均值来配置膜层。针对传统掩模、衰减相移掩模以及交替相移掩模的情况,用该方法优化双层底层抗反膜。结果表明,如果成像时进入物镜光瞳的高阶光越多,高阶光光强越大,则掩模对底层抗反膜优化的影响越大。在某些成像条件下,如使用交替相移掩模实现成像,有必要在底层抗反膜优化中考虑掩模的影响。

GaInAsSb/GaSb红外探测器抗反膜的研究

简单介绍了单层抗反膜的增透原理,并以Si片作为基片采用磁控溅射的方法制备了A l2O3、SiO2和ZrO2三种抗反膜。膜层的反射率测试结果表明:生长ZrO2膜后表面反射率下降可达30%;同时通过对GaInAsSb/GaSb PIN红外探测器蒸镀抗反膜前后的器件的I-V特性及黑体探测率的测试表明:蒸镀ZrO2膜后GaInAsSb/GaSb PIN红外探测器的黑体探测率平均提高了60.28%,远大于蒸镀A l2O3、SiO2后的48.91%和40.04%,说明ZrO2膜是一种较理想的单层抗反膜,使器件性能有所提高。

抗反膜设计改善半导体光放大器偏振不灵敏性的理论研究

通过理论分析和计算表明,适当地增加反射率,在同样的工作电流下,半导体光放大器(SOA)的增益将有所增大。合理地调节抗反膜的折射率和厚度,可以使TM模的反射率R_(TM)在一段波长范围内大于TE模的反射率R_(TE)。这样的反射率分布可以相对提高TM模的增益,在一定程度上改善SOA的偏振不灵敏性。通过抗反膜的设计来辅助解决偏振不灵敏的问题,可以使SOA在有源区和波导设计中获得更大的灵活性,更好地兼顾其他的性能要求。

基于等离子体增强化学气相沉积技术的光电子器件多层抗反膜的设计和制作

针对光电子器件端面抗反镀膜的要求,研究了基于等离子体增强化学气相沉积(PECVD)技术的多层抗反膜的设计和制作.首先,对影响SiNx折射率的因素进行了实验研究,确定了具有大折射率差的SiO2/SiNx材料的PECVD沉积条件.根据理论计算分析,设计了四层SiO2/SiNx抗反膜结构,能够在70nm的波长范围内实现低于10-4的反射率,并且当单层膜厚度变化在±5nm以内时,中心波长1550nm处的反射率低于5×10-4.根据计算结果,在F-P激光器端面进行了SiO2/SiNx多层抗反镀膜的制作.对输出光功率谱的测试分析表明,在1535—1565nm范围内的残余反射率达到了10-4量级。

高数值孔径光刻中衬底反射率的控制

高数值孔径(N4)光刻中,需要控制衬底反射率以减小薄膜干涉对光刻性能的影响。采用薄膜光学方法研究了高NA光刻中底层抗反膜(BARC)对衬底反射率的控制。针对硅基底对单层和双层BARC进行优化以探索满足高NA光刻要求的BARC材料光学参数容限。结果表明,当NA超过0.8时,单层BARC无法控制衬底反射率而有必要采用双层BARC。横电(TE)比横磁(TM)偏振光的衬底反射率更难以控制。NA越大,单层BARC折射系数的优化值越大。双层BARC中的顶层膜应采用低吸收率材料而底层膜应采用高吸收率材料。本研究可为高NA光刻中的BARC材料研制及衬底反射率控制提供理论依据。

基于FDTD仿真算法的硅基光子集成分析

阐述硅基微结构材料在界面光学调控中的应用,包括多种平面光学结构设计在宽谱透反射的特性,目标是实现一种具有高抗反射性质以及便于微加工的硅基光学抗反射膜。

高数值孔径光学光刻成像中的体效应

为有效控制成像线宽,研究了高数值孔径光学光刻中的体效应并提出一种光刻胶膜层优化方法,利用成像中的摇摆效应平衡体效应对成像线宽的影响。首先根据系统数值孔径和照明相干因子确定成像光入射角分布,相对所有入射光求出光刻胶底面单位体积吸收的能量平均值。然后用最小二乘法拟合得到能量平均值随光刻胶厚度变化的解析式并求能量平均值的导数。最后通过优化光刻胶膜层,使能量平均值的导数绝对值最小。按优化结果设计光刻胶膜层,利用商业光刻软件Prolith9.0得到成像线宽随光刻胶厚度的变化。结果表明,该方法能在3040nm的光刻胶厚度范围,有效地减小由体效应引起的成像线宽的变化。