石英基底上亚微米级二元光学元件的电子束直写加工工艺

使用电子束直写加工工艺,在石英基底上完成了亚微米级8台阶二元光学元件的光刻加工。由于石英基底为绝缘体,导电性差,不利于电子束直写时电荷的传导。为了抑制石英基底上电荷的积累,探讨了不同的增强导电技术对电子束直写效果的影响,最终选择了光刻胶表面沉积金属的方式,同时配合优化的特定对准标记设计,不仅提高了电子束直写在石英基底上加工二元光学元件的对准精度,套刻误差小于400 nm,而且拼接缺陷大幅度减少,显著提升了元件的加工质量。

电子束直写曝光机的原理与常见问题分析

介绍了电子束曝光的分类和特点,阐述了电子束直写曝光的核心部分-电子光柱体的结构、原理以及工作方式;并且介绍了电子束的产生、偏转、曝光过程以及电子束的束斑类型以及扫描方式;分析了影响电子束曝光分辨率的关键参数以及邻近效应对工艺的影响。

电子束直写直栅和T形栅工艺技术应用

介绍了用电子束直写技术在GaAs圆片上制作≤0.5μm栅和T形栅的工艺技术,并在GaAs器件的研制中得到应用。

电子束直写中X射线光刻掩模的热形变研究

对X射线掩模电子束制备图形过程建立三维有限元模型,提出用热流密度等效法简化瞬态热应力计算,得到了X射线掩模在电子束直写过程中的瞬态热形变。结果表明,掩模面内形变在直写过程中出现振荡变化,最大值为8.24 nm,方向背离电子束光照中心,掩模面外形变最大值为9.75μm,方向沿图形窗口法线方向,并出现在电子束束斑中心。

电子束曲面直写的Monte Carlo仿真与实验

电子束直写技术具有分辨率高、操作简单等优势,是制备微纳米曲面器件的一种理想工具。光刻胶的吸收能量沉积密度分布直接决定了直写后图形的精度和分辨率,由于曲面直写时吸收能量沉积密度分布非对称,因而现有的平面直写工艺不再适用于曲面直写。本文采用基于立方体计算微元的Monte Carlo方法计算不同直写参数变化下的吸收能量沉积密度分布。仿真结果表明:随着入射能量或入射角度的增加,直写点的椭圆度也在增加;而减小束斑和薄胶层可以提升曲面直写的分辨率。实验结果表明:在其他参数不变下,以入射能量(5、10、15 keV)和入射角度(5°、10°、15°)进行单一变量实验,直写点的长宽比分别为1.458、2.323、2.924和1.014、1.113、1.173。可以看出,入射能量对椭圆度地增加更为明显。实验与仿真有了较好地验证,本文结果为曲面直写工艺参数选择提供理论依据。

电子束直写模版电沉积制备图案化磁记录介质

以电子束直写光刻图形为模版,采用直流电沉积和数值模拟的方法,研究了镍纳米柱阵列图案化磁记录介质的制备工艺和模版电沉积过程中的沉积不均匀问题.研究结果表明,在加速电压、曝光电流确定的条件下,电子束直写光刻模版孔径由曝光时间决定,模版的孔径和孔距在10 nm量级精确可调.在纳米孔阵列模版中进行电沉积时,适当增大孔距,降低阴极电解电势,可以减小电沉积过程中相邻孔之间的相互干扰,提高电沉积的均匀性,从而为图案化磁记录介质的电沉积制备提供了一种新的方法.

基于Igor Pro实现的低成本电子束直写微加工

电子束直写在微纳加工领域有着非常广泛的应用。为了能够实现低成本电子束直写微加工,提出了一个基于Igor Pro的简易方法,此方法的工作原理是通过编写Igor Pro程序控制NI PCI-6251多功能板卡的电压输出,从而控制电子束的运动以实现微纳加工。结果表明,此方法能够应用于加工各种复杂的金微米结构,具有广阔的应用前景。

电子束直写圆片技术

本文扼要介绍了电子束直写圆片的原理，地形标记的识别，以及电子束曝光系统能识别的圆片标记的制造技术。

电子束光刻制备In-Ga-Zn-O场效应晶体管

无掩模直写技术制备半导体器件的方法在微电子学领域受到了广泛关注。提出了采用电子束直写技术对SnO_(2)薄膜进行图形化并辐照改性的方法,成功制备了以SnO_(2)为源/漏电极的底栅型铟镓锌氧化物(IGZO)场效应晶体管(FET)并对其进行了测试。测试结果表明,该IGZO FET展现了优良的电学性能:高源漏电流开关比(1.1×10^(6))、高电子迁移率(1.4 cm^(2)/(V·s))、较小的回滞差分电压(<2 V)、极低的栅极漏电流(<1 nA),这为无掩模版制备高性能氧化物半导体器件及柔性全透明集成电路提供了全新的方法。

电子束光刻在纳米加工及器件制备中的应用

电子束光刻技术是推动微米电子学和微纳米加工发展的关键技术,尤其在纳米制造领域中起着不可替代的作用。介绍了中国科学院微电子研究所拥有JEOLJBX5000LS、JBX6300FS纳米电子束光刻系统和电子显微镜系统的电子束光刻技术实验室,利用电子束直写系统所开展的纳米器件和纳米结构制造工艺技术方面的研究。重点阐述了如何利用电子束直写技术实现纳米器件和纳米结构的电子束光刻。针对电子束光刻效率低和电子束光刻邻近效应等问题所采取的措施;采用无宽度线曝光技术和高分辨率、高反差、低灵敏度电子抗蚀剂相结合实现电子束纳米尺度光刻以及采用电子束光刻与X射线曝光相结合的技术实现高高宽比的纳米尺度结构的加工等具体工艺技术问题展开讨论。

电子束光刻技术与图形数据处理技术

介绍了微纳米加工领域的关键工艺技术——电子束光刻技术与图形数据处理技术,包括:电子束直写技术、电子束邻近效应校正技术、光学曝光系统与电子束曝光系统之间的匹配与混合光刻技术、电子束曝光工艺技术、微光刻图形数据处理与数据转换技术以及电子束邻近效应校正图形数据处理技术。重点推荐应用于电子束光刻的几种常用抗蚀剂的主要工艺条件与参考值,同时推荐了可以在集成电路版图编辑软件L-Edit中方便调用的应用于绘制含有任意角度单元图形和任意函数曲线的复杂图形编辑模块。

光学和电子束曝光系统之间的匹配与混合光刻技术

介绍如何实现光学和电子束曝光系统之间的匹配和混合光刻的技术,包括:(1)光学曝光系统与电子束曝光系统的匹配技术;(2)投影光刻和JBX-5000LS混合曝光技术;(3)接触式光刻机和JBX-5000LS混合曝光技术;(4)大小束流混合曝光技术或大小光阑混合曝光技术;(5)电子束与光学曝光系统混合光刻对准标记制作技术.该技术已成功地应用于纳米器件和集成电路的研制工作,实现了20nm线条曝光,研制成功了27n m CMOS器件;进行了50nm单电子器件的演试;并广泛地用于100nm化合物器件和其他微/纳米结构的制造.

用于纳米器件的电子束与光学混合光刻技术

成功开发出了一种可用于纳米结构及器件制作的电子束与光学光刻的混合光刻工艺。通过两步光刻工艺,在栅结构层上采用大小图形数据分离的方法,使用光学光刻形成大尺寸栅引出电极结构,利用电子束直写形成纳米尺寸栅结构,并通过图形转移工艺解决两次光刻定义的栅结构的叠加问题。此混合光刻工艺技术可以解决纳米电子束直写光刻技术效率较低的问题,同时避免了电子束进行大面积、高密度图形曝光时产生严重邻近效应影响的问题。这项工艺技术已经应用于先进MOS器件的研发,并且成功制备出具有良好电学特性、最小栅长为26 nm的器件。

低能电子束制备硅基纳米薄膜微结构研究

本文提出了一种新颖的结合自组装技术和电子束直写曝光以及选择性化学沉积制备图案化薄膜方法。利用X-射线光电子能谱(XPS),扫描电子显微镜(SEM),透射电子显微镜(TEM)紫外可见光谱仪(Analytic Jena AG)进行了表征。结果表明该方法取得了选择性较好的图案化金薄膜微结构图形。文中对胶体金纳米颗粒尺寸的选择以及金薄膜图案的粘附性能也进行了探讨。该方法有望应用于微/纳电子工业中。

电子束直写计算全息图

报道了采用电子束直写制作计算全息图 (CGH)的新方法 ,该方法与传统的计算全息图制作方法相比可以明显提高CGH再现的像质 (信噪比和对比度 )。给出了两种制作方法的对比实验结果 ,同时就量化编码误差对CGH信噪比的影响进行了理论分析。

基于101.6 mm晶圆35 nm InP HEMT工艺的340 GHz低噪声放大器芯片研制

实现了在101.6 mm InP晶圆上制备35 nm的增强型InP高电子迁移率晶体管。通过InAs复合沟道外延结构设计,使得室温二维电子气迁移率面密度乘积达到4.2×10^(16)/(V·s)。采用了铂钛铂金埋栅工艺技术,典型器件最大跨导达到2900 mS/mm,电流增益截止频率达到460 GHz,最高振荡频率为720 GHz。同时研制出340 GHz低噪声放大器芯片,在310~350 GHz内小信号增益22~27 dB,噪声系数在8 dB以下。建立了340 GHz InP低噪声放大器芯片技术平台,为太赫兹低噪声单片微波集成电路的发展奠定基础。

电子束直写制作低效取样光栅

低效取样光栅是激光取样技术的一种重要元件 ,它可以看成离轴的二相位的菲涅耳波带板。基于菲涅耳波带板的形成原理 ,对取样光栅的变周期环带结构进行了理论分析 ,推导出取样光栅的透过率函数。并在此基础上 ,采用电子束直写加工光栅掩模 ,制作取样光栅。该方法与一般的光学全息方法相比 ,具有设计灵活、重复性好、适于大批量生产等优点。

ZEP520正性电子抗蚀剂的工艺研究

详细研究了ZEP520在Si衬底上的对比度、灵敏度、分辨率,并分析了曝光剂量、抗蚀剂厚度对ZEP520线条和圆孔尺寸的影响;同时还初步研究了ZEP520在GaAs衬底上的曝光工艺。实验结果表明,ZEP520的灵敏度远高于PMMA,在Si和GaAs上用ZEP520能分别制作出100nm和130nm宽的细线条,通过预烘GaAs衬底,可以消除ZEP520中的裂纹,因此用ZEP520制作器件或电路中各种细小凹槽图形是十分有利的。

压电直线电机驱动的精密工件台研制及应用

为了满足在毫米量级范围内以低成本的电子束直写技术制作纳米器件和微纳米结构的需求,提出了一种基于压电陶瓷直线电机驱动的高精度二维精密工件台设计结构。该精密工件台采用精密交叉滚柱导轨,共有3层结构,采用20nm测量分辨率的光栅尺建立了测量系统,具有结构简单、步进精度高、定位速度快、能够在真空中运行且不产生干扰磁场等优点。利用该精密工件台在普通扫描电镜平台上构建了科研型的小型电子束曝光系统。实验结果表明,该精密工件台在某型号SEM中的拼接精度为21nm(x方向)和63nm(y方向),并且制作了一些纳米点阵和纳米电极等结构。

W波段GaN单片功率放大器研制

报道了W波段GaN三级放大电路的研制结果。采用电子束直写工艺在AlGaN/GaN HEMT外延结构上制备了栅长100nm的'T'型栅结构。器件直流测试最大电流密度为1.3A/mm,最大跨导为430mS/mm;小信号测试外推其fT和fmax分别为90GHz及210GHz。采用该器件设计了三级放大电路,在75~110GHz频段内最大小信号增益为21dB。该单片在90GHz处的最大输出功率可达1.117W,PAE为13%,功率增益为11dB,输出功率密度为2.33 W/mm。