掩模偏转方向对硅尖形状的影响

为制备高纵横比的纳米硅尖,研究了掩模的偏转方向对硅尖形状的影响。设计了硅尖制备的工艺流程,采用KOH溶液湿法各向异性腐蚀(100)单晶硅的方法制备硅尖,根据实验结果和{411}晶面模型,分析了硅尖侧壁的组成晶面,讨论了掩模偏转方向对硅尖形状的影响,得到了制备高纵横比纳米硅尖的工艺参数。实验结果表明:当腐蚀溶液浓度和温度一定时,正方形掩模的方向并不影响快腐蚀晶面的类型,利用正方形掩模的偏转,可以制备出八面体和四面体的硅尖。当正方形掩模边缘沿〈110〉晶向时,在78℃、浓度为40%的KOH溶液中腐蚀硅尖,经980℃干氧氧化3h进行削尖,可制备出纵横比>2的八面体纳米硅尖阵列,硅尖侧壁由与(100)面夹角为76.37°的{411}晶面组成。

各向异性腐蚀制备纳米硅尖

采用KOH溶液各向异性腐蚀单晶硅的方法制备高纵横比的纳米硅尖,研究了腐蚀溶液的浓度、添加剂异丙醇(IPA)对硅尖形状的影响。设计了硅尖制作的工艺流程,制备了形状不同、纵横比值为0.52～2.1的硅尖,并结合晶面相交模型,提出了硅尖晶面的判别方法,讨论了实验中出现的{411}和{331}晶面族两种硅尖晶面类型,实验结果和理论分析相一致。通过分析腐蚀溶液的质量分数和添加剂对{411}、{331}晶面族腐蚀速度的影响,得到了制备高纵横比纳米硅尖的工艺参数。实验结果表明:当正方形掩模边缘沿<110>晶向时,在78℃、质量分数40的KOH溶液中腐蚀硅尖,再经980℃干氧氧化3h进行锐化削尖,可制备出纵横比大于2、曲率半径达纳米量级的硅尖阵列。

硅场发射微尖阵列的制备工艺研究

主要阐述了用于场发射硅锥阵列的制备工艺,实验中在101.6mm(4in)的n型(100)晶向低阻硅片上氧化出一层厚度约为650nm的氧化层,再用投影曝光的方法光刻出边长2μm,间距4μm的方形掩膜。再分别使用反应离子刻蚀(RIE)技术和湿法刻蚀制备硅锥阵列,干法刻蚀并结合氧化削尖工艺得到了曲率半径为90nm左右且具有良好一致性的尖锥,湿法刻蚀同样得到较理想的结果。

改善MEMS闪耀光栅衍射效率的研究

研究了在硅材料上利用MEMS (Micro-Electro-Mechanical System)的各向异性腐蚀技术制备 闪耀光栅。采用氧化削尖工艺去除光栅制备过程中掩膜在闪耀面上留下的平台,得到一个连续的闪耀面;同时对闪耀面进行表面抛光,改善闪耀面的粗糙度,减小对入射光的散射。理论分析和实验测试证明,该工艺方法能够将MEMS闪耀光栅的衍射效率提高10%左右。