悬浮液等离子喷涂制备Y_(2)O_(3)涂层及耐等离子刻蚀性

随着高端芯片竞争的白热化,Y_(2)O_(3)涂层作为等离子体刻蚀工艺腔的重要组成部分,对其研究逐渐成为科研热点。利用悬浮液等离子喷涂(Suspension Plasma Spraying,SPS)在铝合金表面制备Y_(2)O_(3)涂层,研究了不同工艺参数对涂层的物相组成、力学性能、显微形貌和介电强度等的影响;在CF4/Ar/O_(2)氟等离子体环境中对Y_(2)O_(3)涂层分别刻蚀30、60、120 min后,分析了Y2O3涂层微观孔隙率对刻蚀速率的影响。最优工艺1(喷涂距离80 mm、送液速率35 mL/min、雾化气流速15 L/min、横向移枪速率700 mm/s、纵向移动步进1 mm/step)制备的Y2O3涂层的显微硬度为(3.78±0.36)GPa,孔隙率为(2.35±0.24)%,结合强度为(36.0±3.6)MPa,介电强度为(29.74±2.01)kV/mm。在CF4/Ar/O_(2)组成的混合等离子气体中,Y_(2)O_(3)涂层发生物理和化学反应,Ar+对涂层强烈冲击、轰击诱导,使表面化学键断裂;CF_(2)^(*)和F^(*)使Y_(2)O_(3)不断被刻蚀,生成的YF3附着在涂层表面;同时Ar+不断对涂层表面进行物理冲击,去除YF3层,少量残余在涂层表面的YF3被氧化形成了YOF,最终导致涂层刻蚀率低至(11.48±5.21)nm/min。高致密性、低孔隙率、高均匀性的Y_(2)O_(3)涂层可以有效提高零件的耐等离子刻蚀性能,对半导体工业具有重要意义。

线性离子源反应离子刻蚀多晶硅绒面结构

为探究硅片绒面结构受RIE(反应离子刻蚀)工艺参数的影响规律,采用二维流体力学漂移扩散有限元方法建立了矩形腔室电容耦合等离子体放电模型,研究射频功率和压强对等离子放电特性的影响规律,并通过实验研究不同功率(1500、1750、1900 W)和压强(22—30 Pa)工艺参数下,多晶硅片经刻蚀后其表面纳米结构特征。结果表明:通过采用Cl_(2)、O_(2)和SF_(6)作为反应气体刻蚀形成的纳米绒面结构宽度在196—480 nm、深度在120—280 nm。射频功率的增加使得中性活性物质数密度增加,刻蚀宽度随之增加,离子数密度以及电场强度增强使得刻蚀深度增加,刻蚀速率得到提高;压强的增加只增加刻蚀宽度,对刻蚀深度几乎无影响。该方法和结论可为RIE工艺参数控制和绒面结构调控提供参考。

电感耦合等离子刻蚀法加工石英晶体谐振器工艺研究

为了制备石英晶体谐振器,在石英衬底上采用光刻和电感耦合等离子刻蚀技术制备台阶形貌,研究了制备过程中激励电源功率、偏压电源功率以及导热物质等工艺参数对刻蚀效果的影响。并且利用扫描电子显微镜对刻蚀图形的表面形貌进行了观察,通过实验与分析得到了符合工业生产要求的工艺参数。最后在最优工艺参数条件下,制得了高约22μm的整齐的台阶形貌,并将干法刻蚀的结果与湿法刻蚀对比,展现了干法刻蚀的特点以及干法刻蚀应用于工业化生产石英晶体谐振器的潜力。

离子刻蚀技术现状与未来发展

目前国内外出现的几种离子刻蚀技术——等离子体刻蚀、反应离子束刻蚀、离子束铣、聚焦离子束刻蚀等分别作了详细介绍，并指出今后离子刻蚀技术的发展方向。

等离子刻蚀制造硅场发射阵列

本文介绍了一种全干法二步刻蚀制造高发射效率的场发射阵列（ＦｉｅｌｄＥｍｉｔｔｅｒＡｒｒａｒｙ－ＦＥＡ）的方法。首先利用等离子刻蚀（ＰｌａｓｍａＥｔｃｈｉｎｇ－ＰＥ）的各向同性在由ＳｉＯ２掩模的硅衬底上刻出平顶尖锥，然后再利用反应离子刻蚀（ＲｅａｃｔｉｖｅＩｏｎＥｔｃｈｉｎｇ－ＲＩＥ）的各向异性，在ＰＥ的基础上进一步刻蚀来拔高尖锥并减少尖锥顶部的面积，以得到理想形状的ＦＥＡ尖锥。这种方法比ＲＩＥ一步刻蚀法和湿法刻蚀加ＲＩＥ二步法简单可靠。

反应离子刻蚀加工工艺技术的研究

反应离子刻蚀(RIE)选择性比较低,只能进行各向异性刻蚀,刻蚀特征尺寸小于3μm,无危险化学试剂,但有危险气体和射频功率等安全风险。介绍了反应离子刻蚀技术的基本原理,探讨了聚酰亚胺、氮化硅、二氧化硅、铝和多晶硅薄膜材料刻蚀的工艺处方,研究了RIE草地现象形成机理,给出了避免草地现象的工艺措施。

离子刻蚀生物样品的初步研究

低能电子束对生物样品表面的刻蚀有重要的生物学意义。刻蚀的程度与样品的部位使用的离子能量和剂量等密切相关。离子刻蚀原理应用于细胞加工、基因工程等。

SF_6/O_2/CHF_3混合气体对硅材料的反应离子刻蚀研究

采用统计实验方法研究了利用SF6/O2/CHF3混合气体产生的等离子体进行硅的反应离子刻蚀技术。为了优化刻蚀条件,将刻蚀速率和选择比表示为SF6、O2、CHF3各自的流量以及气压和射频功率的函数。文中讨论了各种变量的变化对刻蚀速率和选择比的影响以及刻蚀机理,证实了加入CHF3可以显著地减小表面粗糙的结论。

氮化硅的反应离子刻蚀研究

采用CHF3、CHF3+CF4和CHF3+O2三种不同气体体系作氮化硅的反应离子刻蚀(RIE)实验,研究了不同刻蚀气体对刻蚀速率、均匀性和对光刻胶的选择比三个刻蚀参数的影响。通过优化气体配比,比较刻蚀结果,最终获得了刻蚀速率为119nm/min,均匀性为0.6%,对光刻胶选择比为3.62的刻蚀氮化硅的优化工艺。

反应离子刻蚀和自组装分子膜构建硅基底疏水与超疏水表面

采用反应离子刻蚀技术在Si(100)表面加工微米级圆柱阵列,采用自组装技术分别制备了3种硅烷自组装分子膜.结果表明,采用反应离子刻蚀构建出的4种微米级圆柱阵列结构规整,其直径为5μm,高度为10μm,间距为15～45μm.沉积自组装分子膜后,试样表面的水接触角显著增大,其中沉积1H,1H,2H,2H-全氟癸基三氯硅烷(FDTS)自组装分子膜接触角最大,1H,1H,2H,2H-全氟辛烷基三氯硅烷(FOTS)次之,三氯十八硅烷(OTS)最小.测得的接触角大于150°时接近Cassie方程计算的接触角,而小于150°时接近Wenzel方程计算的接触角.改变圆柱阵列的间距和选择不同的自组装分子膜,可以控制表面接触角的大小.原子力显微镜(AFM)观测结果显示,沉积自组装分子膜可以产生纳米级的团簇.由微米级圆柱阵列和纳米级自组装分子膜构成的表面结构使Si试样表面接触角最大可达156.0°.

GaAs、AlAs、DBR反应离子刻蚀速率的研究

采用 BCl3和 Ar作为刻蚀气体对 Ga As、Al As、DBR反应离子刻蚀的速率进行了研究 ,通过控制反应的压强、功率、气体流量和气体组分达到对刻蚀速率的控制 .实验结果表明 :在同样条件下 Ga As刻蚀的速率高于 DBR和 Al As,在一定条件下 Ga As刻蚀的刻蚀速率可达 40 0 nm/m in,Al As的刻蚀速率可达 35 0 nm/min,DBR的刻蚀速率可达 340 nm/min,刻蚀后能够具有光滑的形貌 ,同时能够形成陡直的侧墙 ,侧墙的角度可达 85°.

利用去湿现象制备图案化的离子刻蚀聚合物保护层

A novel method using a combination of microcontact printing(μCP) technique, surface-directed condensation and surface- directed dewetting has been developed to fabricate patterned polymer films on gold substrates. These patterned polymer films can serve as resists in the argon ion etching effectively to transfer patterns into the underlying gold substrates. This method is flexible in controlling the shape and feature size of the patterns in the polymer resists by simply adjusting the concentration of polymer solution, and especially it also provides a route to sub-micrometer sized features by using an original template with micrometer sized features.

基于线算法的ICP深反应离子刻蚀模型

电感耦合等离子体(ICP)刻蚀是目前集成电路与微机电系统制造的关键工艺之一。利用一种改进的复合交替深刻蚀(TMDE)模型对ICP深反应离子刻蚀(Deep-RIE)进行了工艺仿真建模。根据深反应离子刻蚀中Footing效应的实验特征,提出了针对这一现象的表面描述方程,并借助实验手段确定了该表面描述方程中的参数,从而为模型添加了一种简单有效的Footing效应模拟模块。最后对Deep-RIE和Footing效应刻蚀表面进行模拟,验证了模型的有效性和可用性。

硅的反应离子刻蚀工艺参数研究

对硅的反应离子刻蚀(R IE)工艺参数进行了研究.通过控制变量法,得出了刻蚀速率与射频功率、刻蚀气体压强和刻蚀气体流量之间的关系曲线.结果表明,随着射频功率的增加,刻蚀速率不断增加;刻蚀速率开始随刻蚀气体压强的增加而加快,压强超过一定值时,刻蚀速率反而减小;刻蚀速率在刻蚀气体流量较小时,随气体流量的增加而加快,在较大的气体流量下反而降低.通过比较不同条件下的刻蚀结果,得到了刻蚀硅的优化工艺条件.最后用DEKTAK 6M型台阶仪测出了优化工艺条件下的刻蚀深度和粗糙度.测试结果表明在优化工艺条件下刻蚀速率快,粗糙度低.

栅绝缘层过孔的反应离子刻蚀研究

为了适应薄膜晶体管液晶显示器窄边框化以及面板布线精细化的趋势,以及利用较少光刻次数生产出高品质的产品,本文研究了利用反应离子刻蚀栅绝缘层过孔。介绍了栅绝缘层过孔刻蚀的原理,通过实验以及测试研究与分析了刻蚀过刻量、刻蚀反应压力以及刻蚀气体比例等因素对栅绝缘层过孔刻蚀坡度角的影响。实验结果表明:当SF6气体比例为M3、反应压强为p3,制备的栅绝缘过孔坡度角较理想。

聚酰亚胺薄膜的反应离子刻蚀抛光

为进一步提高聚酰亚胺薄膜光学器件的表面质量,提出了一种聚酰亚胺薄膜的反应离子刻蚀抛光方法,对其抛光原理和抛光实验进行了研究。利用光刻胶流体的低表面张力及流动特性,通过在聚酰亚胺薄膜表面涂覆光刻胶对其表面缺陷进行填补;结合聚酰亚胺与光刻胶的反应离子高各向异性等比刻蚀工艺,将光刻胶光滑平整表面高保真刻蚀转移至聚酰亚胺表面,从而实现聚酰亚胺薄膜的反应离子刻蚀抛光。实验结果表明:PV、RMS分别为1.347μm和340nm的粗糙表面,通过二次抛光其粗糙度可降低至75nm和13nm;PV、RMS分别为61nm和8nm的表面,其粗糙度可降低至9nm和1nm。该抛光方法能有效提高聚酰亚胺薄膜的表面光洁度,可为以聚酰亚胺薄膜为代表的高分子柔性光学器件的精密加工提供新的工艺思路。

Sol-Gel法制备的铁电薄膜和Pt/Ti下电极的反应离子刻蚀技术

为制备Ａ１／ＰＺＴ／Ｐｔ／Ｔｉ电容，研究了采用ＳＦ６／Ａｒ等离子体对Ｐｂ（Ｚｒ，Ｔｉ）Ｏ３及Ｐｔ／Ｔｉ底电极进行反应离子刻蚀（ＲＩＥ）的技术．较系统地研究了ＲＦ功率，ＳＦ６／Ａｒ流量比及气压对刻蚀速率的影响，找到了对ＰＺＴ及Ｔｉ进行ＲＩＥ的优化工艺条件．在不同的条件下得到对ＰＺＴ的刻蚀速率为２～７ｎｍ／ｍｉｎ；采用纯Ａｒ气体时Ｐｔ的刻蚀速率为２～６ｎｍ／ｍｉｎ；

多晶硅薄膜晶体管工艺中的反应性离子刻蚀

对多晶硅薄膜晶体管器件工艺中的反应性离子刻蚀技术进行研究 ,给出了Ta、p Si等多晶硅薄膜晶体管器件中常见薄膜的刻蚀速率 ,通过工艺参数的优化 ,使薄膜间的选择比在 2～ 2 0可选择 ;并通过气体掺杂 ,实现了SiNx 对 p Si的选择比从 - 1到

反应离子刻蚀损伤对4H-SiC肖特基二极管性能的影响

通过反应离子刻蚀（RIE）系统地研究了射频功率、压强和气体流量对4H-Si C刻蚀的影响,并进一步研究了刻蚀损伤对金属场板结构4H-Si C肖特基势垒二极管电学性能的影响。研究表明,刻蚀速率和Si C表面形貌都会受到RF功率、压强和刻蚀气体（SF6和O2）流量的影响。在高的RF功率下,观察到在Si C表面形成的刻蚀损伤（凹陷坑和锥形坑）。研究表明,这些刻蚀损伤的形成和Si C材料自身的缺陷有关,而且这些刻蚀损伤的存在会导致Si C肖特基二极管正反向I-V性能发生恶化。在刻蚀损伤严重的情况下,对比正反向I-V测试结果发现,在0～50 V的绝对电压范围内,正向电流甚至远小于反向电流。

反应离子刻蚀InSb芯片引入的损伤研究

应用CH4/H2/Ar作为刻蚀气源对InSb微台面阵列进行了反应离子刻蚀,并对刻蚀后引入的损伤进行了分析。实验证实利用干法刻蚀与湿法腐蚀相结合的方法能有效地减少刻蚀引入的缺陷和损伤,获得较好的电学特性,达到低损伤刻蚀InSb材料的目的。