石英湿法腐蚀及谐振器制作工艺研究

随着石英谐振器向小型化、高频化发展,其尺寸越来越小,因此,低成本的谐振器精准制造工艺尤为重要。该文对石英晶片进行腐蚀实验以确定精准制造矩形谐振器的最佳工艺条件,研究了温度对金属保护层完整性的影响,以及腐蚀时间对石英表面粗糙度的影响。腐蚀速率稳定且适中,有利于谐振器的精准制造。设计了石英谐振器工艺流程,得到质量较好的超薄矩形AT切高频石英谐振器。分析其尺寸误差产生的原因,并总结了一套精度较好的湿法腐蚀工艺,有望采用低成本手段使矩形谐振器的厚度小于10μm。

湿法腐蚀清洗设备废气排放过程中的流场优化

湿法腐蚀清洗设备对废气的排放有很高的要求,排放的好坏直接关系到操作人员安全、厂务能源的消耗以及成品率。本文主要通过ANSYS对设备内的流场进行研究分析。首先,建立流场数值模型和几何模型并对流场进行数值计算。然后,改变化学槽废气的流速分析流场特性,并提出抑制废气循环流动解决方案。

SiGe/SiHBT制造中干法、湿法腐蚀技术的研究

介绍了对ＳｉＧｅ／Ｓｉ材料干法、湿法腐蚀的机理、腐蚀方法、影响腐蚀的主要因素。

超声技术在硅湿法腐蚀中的应用

为了获得平滑的硅湿法腐蚀表面，在硅湿法腐蚀中引入超声技术。对超声湿法腐蚀系统进行了改进，以确保腐蚀溶液的顶部和底部温差在0．5℃之内。采用60℃，10％质量分数的KOH溶液，在超声频率为59kHz，超声功率为60～180w（间隔10W）条件下对（100）硅片进行湿法腐蚀。最后，运用激光共聚焦扫描显微镜（LSCM）对腐蚀后硅片表面粗糙度进行测量，并探讨超声参数的选择对腐蚀表面质量的影响。实验结果表明：超声功率在120W时，可以获得平滑的腐蚀表面，表面粗糙度Rq值为0．020um。在湿法腐蚀系统中采用超声技术，可以明显改善腐蚀表面质量，在较低温度和较低浓度的KOH溶液中，选择合适的超声参数可获得高品质的腐蚀表面。

湿法腐蚀硅制作PDMS微流控芯片

提出一种制作聚二甲基硅氧烷(PDMS)微流控芯片的方法。用15%四甲基氢氧化铵溶液各向异性腐蚀硅(100)制作模具,然后经过浇模,中真空键合得到PDMS微流控芯片。整个过程耗时约10h。用SEM和激光共焦显微成像系统观察整个制作过程。分析了硅片模具及PDMS微流控芯片图案的一致性及粗糙度,结果表明硅片模具图案的相对标准偏差低于3%,表面粗糙度Ra是0.0.51μm,PDMS微流控芯片相应的分别是1%和0.183μm。用PDMS微流控芯片进行电泳分离试验,分离场强200V/cm,在4.7cm长的分离通道中,30s内成功分离了四苯磺酸基卟啉(TPPS)和羧基钴酞菁(TCPcCo(Ⅱ))的混合样品。

石英湿法腐蚀及侧壁晶棱修平工艺研究

以石英陀螺的微结构为研究对象,对石英的湿法腐蚀规律进行研究。选用500μm厚Z切向石英片,蒸镀10nm厚Cr膜和200nm厚金膜作为掩模层,选用40%氢氟酸和40%氟化铵的1:1混合溶液作为腐蚀液。通过在不同温度下的腐蚀试验,表明腐蚀速率随温度增加而增大,温度过低腐蚀过慢影响腐蚀效率,温度过高使石英侧壁表面粗糙度增加。经过试验摸索,在70℃下腐蚀,可获得表面质量较好的石英微结构。石英在湿法腐蚀中结构侧壁会产生两级晶棱,根据侧壁主要晶面的腐蚀速率,计算出修平侧壁两级晶棱所需时间分别为8h和27h,经过试验验证,在预计时间内,石英侧壁晶棱基本修平。

InAs/GaSb超晶格红外探测器台面湿法腐蚀研究

研究了不同腐蚀体系对InAs/GaSb超晶格材料台面的刻蚀,并从中选择了由氢氟酸、酒石酸和双氧水构成的酒石酸腐蚀体系。该体系较适合InAs/GaSb超晶格材料的刻蚀,刻蚀速率稳定,下切效应小。进一步研究发现当HF达到一定浓度后不再影响刻蚀速度;在较低的酒石酸和双氧水浓度下,刻蚀速度是由氧化过程控制,且反应速度和双氧水的浓度成正比。腐蚀液配比为酒石酸(3.5g)∶H2O2(4mL)∶HF(1mL)∶H2O(400mL),刻蚀速度约为0.5μm/min。

ST-石英的湿法腐蚀工艺研究

对影响ST-切向石英表面湿法腐蚀质量的因素进行了试验研究,并对结果进行了详细分析。试验基片材料为双面抛光的ST-切向石英晶体,掩蔽膜材料为Cr/Au双层金属膜,腐蚀液为HF和NH4F的混合溶液;主要研究了基片清洗、腐蚀液成分配比及腐蚀温度等工艺参数对基片表面腐蚀质量的影响,并通过选择最佳的试验参数,以约0.7μm/min的适中腐蚀速率加工出了满足要求的晶体表面。

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。

7740玻璃湿法腐蚀凹槽及槽内光刻图形的研究

用玻璃腐蚀工艺制作MEMS器件,腐蚀非常困难.通过对PYREX7740玻璃在Buffer溶液中腐蚀速率的研究发现,PYREX7740玻璃腐蚀1μm的槽需要25min,而作为掩膜的光刻胶在腐蚀液中只能保持10min不浮胶.为此,文中详细介绍了运用一次光刻,多次坚膜,多次腐蚀的工艺,来达到对PYREX7740玻璃进行深腐蚀的方法.实验结果表明,光刻胶厚度、坚膜时间、坚膜次数和坚膜温度都与光刻胶的浮胶有关,最后给出了不同条件下凹槽深度与所需的曝光和显影时间的关系,槽越深需要的曝光和显影时间越长.这对于用PYREX7740玻璃制作MEMS器件具有重要意义.

氮化物半导体GaN的光辅助湿法腐蚀

本工作报道了一种光辅助湿法腐蚀半导体氮化物ＧａＮ的新方法．这一腐蚀技术具有简单，易控制和低损伤等优点．采用２００Ｗ汞灯辐照和ＮａＯＨ溶液腐蚀可得到几百纳米／分的腐蚀速率．

单晶硅各向异性湿法腐蚀机理的研究进展

介绍了硅各向异性腐蚀的含义、特点、用途以及常用的腐蚀剂等基本要素 ;着重论述了试图解释硅各向异性腐蚀行为的几种典型机理 。

湿法腐蚀DFB半导体激光器的均匀光栅的研究

论述了用湿法腐蚀电子束光刻的均匀光栅DFB激光器亚微米光栅的过程,研究了几种腐蚀液对半导体激光器外延材料中InP的腐蚀过程。用扫描电子显微镜(SEM)对其腐蚀情况进行了分析,通过调节腐蚀液HBr:HNO3:H2O的体积比,找到了对InP腐蚀的最佳配比(1:1:30)以及合适的腐蚀条件(室温23℃)。利用这种腐蚀液得到的光栅图形可以满足DFB激光器的要求。

InAs/GaSb二类超晶格材料湿法腐蚀工艺研究

研究了不同腐蚀溶液体系下铟砷镓锑(InAs/GaSb)二类超晶格材料的湿法腐蚀工艺。根据腐蚀效果选择了由柠檬酸(C_6H_8O_7)、磷酸(H_3PO_4)、过氧化氢(H_2O_2)构成的混合腐蚀液。这种腐蚀液对InAs/GaSb材料腐蚀速率稳定,腐蚀后表面光滑,且下切效应小。同时,研究了该成分腐蚀液不同腐蚀液温度、浓度和各成分配比等条件对InAs/GaSb材料腐蚀速率,形貌和钻蚀情况的影响。根据实验结果配制了体积比为1∶1∶1∶40的柠檬酸(50%):磷酸(85%):过氧化氢(31%):水的腐蚀溶液,室温(20℃)下腐蚀速率约为9.48 nm/s。

TMAH+Triton中Si湿法腐蚀机理研究现状

在微机电系统(MEMS)领域硅各向异性湿法腐蚀是制作许多元器件的一项重要技术,加入非离子型表面活性剂的腐蚀液可以在硅基片上制作出各种形状,但是对于真正的腐蚀机理还有待进一步研究。介绍了硅湿法腐蚀机理的研究现状,通过不同腐蚀条件下得出的不同腐蚀结果分析其腐蚀机理。介绍了当非离子型表面活性剂加入碱性溶液时固体表面的活性剂吸附层结构,重点介绍了表面活性剂Triton X-100加入各向异性碱性腐蚀剂四甲基氢氧化铵(TMAH)后对活性剂吸附状态和硅腐蚀速率产生影响的根本原因。不同晶向硅表面的H基和OH基数量会影响其表面活性剂的吸附能力,硅在纯TMAH腐蚀液和加入活性剂Triton后的TMAH腐蚀液中的腐蚀速率存在一定差异,高质量分数的TMAH下加入不同体积分数的Triton时,不同晶面在活性剂吸附和腐蚀速率上也存在不同,给出了出现这些现象的机理分析。研究硅腐蚀机理可以为器件设计提供有效的理论支持,有助于制作更多新的MEMS结构。

GaAs MISFET制备中柠檬酸/双氧水溶液对GaAs/Al_xGa_(1-x)As结构的选择湿法腐蚀

用α台阶仪和原子力显微镜(AFM)研究了不同体积比的柠檬酸(50%)/双氧水溶液对GaAs/AlxGa1-xAs系统的选择湿法腐蚀特性,对AlxGa1-xAs停止层的组分和腐蚀液体积比进行了优化.当腐蚀液体积比在1.5∶1到2∶1范围时获得了最好的选择腐蚀效果.在25℃.温度条件下,当腐蚀液体积比为1.5∶1时,对Al摩尔分数x为0.2、0.3和1的GaAs/AlxGa1-xAs系统腐蚀比分别为45、74和大于200,表面腐蚀形貌均匀平整.将这种选择腐蚀技术用于GaAsMISFET的栅槽工艺,获得了良好的阈值电压均匀性.

电化学湿法腐蚀法制备硅微柱阵列

采用TMAH (Tetramethyl Ammonium Hydroxide)腐蚀液在P(100)硅片上制备倒棱台,进而采用电化学湿法刻蚀法制备具有微柱结构的阵列器件。借鉴N型多孔硅的形成理论,提出了微柱的形成模型,分析了微柱的形成条件,并对其主要的几何结构参数之间的关系进行了探讨。结果表明微柱的形成与倒棱台的结构参数、孔的结构参数以及空间电荷区等因素相关。倒棱台的底面尺寸决定了微柱的结构,且倒棱台开口的大小需要大于平均孔径。微柱直径始终小于2倍的空间电荷区宽度。微柱内载流子的耗尽是微柱未被刻蚀的主要原因。

Al膜的微孔阵列湿法腐蚀技术研究

微通道板(Microchannel Plate,MCP)是像增强器中实现电子倍增的关键器件。以硅为基体制备的微通道板相对于传统的微通道板在性能方面有很大的提高。在对硅进行反应离子深刻蚀(DRIE)前,需要对充当掩蔽层的金属铝膜进行湿法腐蚀。对于掩模图形为孔径10μm、孔间距5μm的大面阵的微孔阵列,在腐蚀过程中,微孔孔径较小导致溶液对流困难且反应生成物H2极易吸附在反应界面上,影响反应物质的输送和化学反应的进行。如果腐蚀参数不合适,阵列式微孔图形会出现随机腐蚀、不完全腐蚀、过腐蚀等现象。通过加入表面活性剂,减小溶液中表面应力,可以促使反应物H2排出。同时通过逐一控制变量,研究了腐蚀液浓度、腐蚀液温度和腐蚀时间对腐蚀结果的影响。结果表明,腐蚀速率与腐蚀液浓度、腐蚀液温度成正比。通过参数优化,得到了最佳的腐蚀参数。此时图形完整,尺寸准确,解决了微孔阵列的图形化问题。

碲镉汞p型接触孔湿法腐蚀工艺研究

针对碲镉汞芯片p型接触孔湿法腐蚀工艺进行研究,采用不同条件的湿法腐蚀工艺完成碲镉汞p型接触孔制备,通过扫描电子显微镜和激光扫描显微镜分析腐蚀后的接触孔表面形貌,电学接触性能通过伏安特性曲线表征。实验结果表明,传统湿法腐蚀工艺在碲镉汞芯片接触孔制备过程中存在钻蚀严重和均匀性不好等问题,针对以上问题提出了一种超声辅助湿法腐蚀工艺,制备出形貌及均匀性较好的p型接触孔。

多孔硅层湿法腐蚀现象的研究

阳极氧化法制备的多孔硅层分别经 1% HF、 1% NH3 / H2 O2 和 0 .0 5 % Na OH三种溶液在室温下进行湿法腐蚀 ,并用傅里叶变换红外光谱 (FTIR)和扫描电子显微镜 (SEM)对其变化进行了研究。腐蚀后多孔硅的表面形貌出现明显的刻蚀现象。红外吸收光谱表明 ,在用 1% NH3 / H2 O2 溶液腐蚀时 ,多孔硅层中 Si- O键和 Si- H键的强度增加 ,H- O键的强度下降 ;用 1% HF溶液和 0 .0 5 % Na OH溶液的腐蚀结果正好相反。 0 .0 5 %Na OH溶液对多孔硅层的腐蚀现象类似于强碱性溶液对单晶硅腐蚀表现出的各向异性 ,对多孔硅层厚度的腐蚀速度比 1%