GaAs的中红外频率转换

斯坦福大学的研究人员已证明在200 μm厚GaAs膜层上的准相位匹配频率转换,其目的是在波长大于4～5 μm的上限下加快铌酸锂和钽酸锂之类透明铁电材料的非线性频率转换。除利用GaAs在波长大于12 μm时的透明性外,研究人员还希望今后(主要是遥感应用方面)能从大GaAs非线性(超过90 pm/V)和材料的高热传导性与高破坏阈值中得益。 制作定向仿造材料是个多步骤过程,首先在两层GaAs间夹入一薄锗层。Loren Eyres认为成功制作的关键是必须计算出如何利用极性交错的分子束外延(MBE)方法,而不是复杂样品层的粘合来制造第一夹层。 GaAs与锗晶格匹配,或近于晶格匹配,而且锗无极性,所以能够在上层生长一层反相GaAs。如果正在生长GaAs,就可以保持注入它下面的物质。因此所需做的就是找到中度碱性的物质,可以把它们加入夹层间使锗更好地起作用。做好这一步需要大量尝试,也可能带来许多错误。从这一构思的初步理论到真正的论证成功约有四年。 经过第一个分子束外延步骤,再生后利用光刻技术在材料上制造定向模板。最后一步是获得200 μm厚的膜层,它具有很大的挑战性。关键是发现膜层生长过程,它能同时允许生长厚层,并在所有厚层范围内保持“垂直”保真度。这一步通过与汤姆逊的研究人员的协作取得成功,他们利用HPVE的方法生长厚的垂直膜层。 在把GaAs膜层从实验室用到实际的商业应用中主要考虑的是增加膜层的厚度。到目前为止所做出的是200 μm厚的膜层,而人们希望厚度是500 μm左右。在这点上应用很重要,那是铌酸锂用于实际的厚度。 在这项技术转化为应用产品前,还有更多的工作有待进一步发展。 (以上由周申蕾供稿)     

采用MES FET结构分析绝缘膜-GaAs界面的光学和电学性质

发现测量宽栅GaAs MES FET光学的和电学的低频特性是研究绝缘膜和GaAs之间界面态的一种有效的手段。流过界面层的表面泄漏电流对器件跨导以及栅输入导纳的频率特性起着重要作用。提出了定量解释实验结果的一个等效电路。利用覆盖绝缘膜(SiO_2、Si_3N_4和AlN)的MES FET结构,研究了这些绝缘膜和GaAs之间界面的光学和电学特性,并且发现这些膜的特征激活能分别为0.62、0.44和0.27eV。     

GaAs阳极氧化及其在外延材料测试中的应用

<正>GaAs阳极氧化技术已日益广泛地应用于半导体工艺.这种氧化技术的关键是选择适当的电解质.选择电解质时要考虑如下要求:在相同的氧化条件下,电解质必须具有相同的化学和电学特性;氧化膜在空气中存放必须不改变其化学稳定性;在阳极氧化中,氧化膜的生长速度远大于溶解速度.实验证实,对于GaAs阳极氧化,选用3%的酒石酸溶液和乙二醇(其体积比为1:2,pH值为3)能满足上述要求.GaAs阳极氧化的本质是将GaAs片作为阳极,铂片作为阴极,一起浸入电解质中,氧化时,Ga和As生成带正电荷的离子,在外电场的作用下朝着氧化膜-电解质交界面的方向运动,并且在阳极与氧生成无定形的Ga_2O_3和As_2O_3混合物.     

软X射线偏折仪用自支撑莫尔光栅研制

介绍了莫尔光栅制作的主要方法和进展。利用紫外光刻、离子束刻蚀技术制作自支撑金莫尔光栅，讨论了金膜厚度要求、电镀金膜质量和光栅占空比控制等影响莫尔光栅质量的关键技术问题。实验结果表明，通过设计较小占空比的光栅掩模、紫外光刻时擦除基片边缘的光刻胶棱以消除衍射效应、离子束刻蚀时基片倾斜一定的角度旋转刻蚀等措施可以改善自支撑金莫尔光栅的占空比。     

高频溅射SiO2膜掩蔽GaAs和AlGaAs／GaAs中Zn扩散的研究

本文报导了在GaAs、AlGaAs表面上用高频溅射法制备SiO_2膜的淀积规律,特别对用SiO_2膜掩蔽GaAs、AlGaAs/GaAs中的Zn扩散进行了实验研究,结果证明用高频溅射制备SiO_2膜可以有效地掩蔽GaAs,AlGaAs/GaAs中的Zn扩散。     

GaAs衬底上低温热分解生长扩散掩膜

一、引言GaAs器件和Si器件一样,也常常需要一种钝化膜来提高器件的可靠性,或是作为杂质选择扩散的掩膜。目前GaAs器件常用的介质膜有Si_3N_4膜、SiO_2膜、Al_2O_3膜和GaAs自身氧化膜(阳极氧化、等离子氧化等) 用正硅酸乙酯热分解生成SiO_2膜和PSG膜是硅平面工艺中常用的方法,这种方法工艺简单、安全、容易控制。但在GaAs衬底上如用Si器件的热分解工艺,当分解温度为700℃—800℃时,会使GaAs表面离解,造成缺陷,影响器件的电参数。为了防止GaAs衬底的分解,我们在尽可能低的温度下,预先在GaAs衬底上淀积一层薄膜,此膜可以     

砷化镓上等离子体阳极氧化膜的红外吸收光谱

GaAs的等离子体氧化国外已有报道,其表面态密度约为10~(11)/cm~2·eV量级,击穿场强大于10~6V/cm。可用于MOSFET器件、半导体激光器和发光二极管的钝化膜,选择性(锌)扩散的掩蔽膜。GaAs上等离子体阳极氧化(OPA)膜的红外吸收光谱及其对GaAs的增透作用,尚未见报道。我们制备成功的GaAs-OPA膜的主要工艺条件为:高频振荡器的直流功率约1.5kW,     

阳析氧化铝工艺在薄膜混合集成电路中的应用

在薄膜混合集成电路中，在金导带与阻带的网络上蒸发一层铝膜，然后利用光刻与阳极氧化结合的方法来刻蚀，从而把金压焊转换为铝压焊点，以改善金导带与硅铝丝键合性能不足。同时产生一层三氧化二铝保护膜，既可保护导－阻带网络，又可实现交叉引线。在提高产品质量、降低产品成本等方面起到了重要的作用。     

激光辐照GaAs膜的光透射谱实验研究

GaAs薄膜材料生长技术的迅速发展和成熟及其广泛应用,该材料性质及其在外部电磁场等条件下的变化的广泛研究,促使以GaAs多层膜为结构的光电子元器件和集成光学元件以及相关的集成光电子技术和光计算技术等高科技研究和实用化的飞速进展,其中GaAs膜材料的光学性质,尤其是激光与GaAs膜的相互作用,影响其光学性质的研究是极其有用的。本文报道He-Ne激光辐照金属有机氧化物气相外延(MOVPE)技术生长的不掺杂GaAs膜,其光透射性质发生变化的实验研究结果。     

用PECVD法制备SiO_2进行Zn在GaAs中掩蔽扩散研究

本文报导丁GaAs表面上淀积液态源PECVD-SiO_2膜掩蔽Zn扩散的规律,估算了Zn在SiO_2膜和GaAs中扩散系数的比值为(1.04～1.85)×10~(-3),在700℃下Zn在GaAs中的横向扩散为结深的3～7倍。这种方法制备的SiO_2膜已应用于GaAs电调变容二极管和LPE-Ga_(1-x)Al-xAs/GaAs DH激光器的研制。     

Microline-etching technique

This paper describes a technique of etching composite layers of molybdenum + gold into lines of micron dimensions. The technique makes use of sputter etching the composite layer of gold + molybdenum using the photo-resist as the mask and then using the chemical etching method to selectively etch the under layer of molybdenum. As a result, it is possible to under-cut the molybdenum film in a controllable manner thereby achieving lines of micron dimensions while leaving a wide and thick gold layer on the top. The various advantages of the technique are also pointed out.     

Decoupling Diameter and Pitch in Silicon Nanowire Arrays Made by Metal‐Assisted Chemical Etching

The fabrication of well‐separated, narrow, and relatively smooth silicon nanowires with good periodicity is demonstrated, using non‐close‐packed arrays of nanospheres with precisely controlled diameters, pitch, and roughness. Controlled reactive ion etching in an inductively coupled plasma reduces the self‐assembled nanospheres to approximately a tenth of their original diameter, while retaining their surface smoothness and periodic placement. A titanium adhesion layer between the silicon substrate and gold film allows much thinner catalyst layers to be continuous, facilitating the film liftoff and formation of the perforated pattern without influencing catalyzed etching of silicon. Using these methods, a periodic array of silicon nanowires with a large pitch and small diameter (e.g., a 490 nm pitch and 55 nm diameter) is created, a combination not typically found in the open literature. This approach extends the types and quality of silicon nanostructures that can be fabricated using the combined nanosphere lithography and metal‐assisted chemical etching techniques.     

Gas-phase selective etching of native oxide

Gas-phase selective etching of native oxide film formed on a silicon surface is an essential requirement for ULSI process technologies. Ultraclear anhydrous hydrogen fluoride (AHF) gas and a corrosion-free system were developed for this etching process. The reaction mechanism of silicon oxide film with moistureless HF was investigated, and selective etching conditions were developed. The gas-phase selective etching of native oxide in an environment of strictly controlled AHF concentration in N₂ is described     

一种采用双面对准的硅LIGA掩模制作研究

深Ｘ射线光刻是制作高深宽比ＭＥＭＳ结构的一个重要的方法。提出一种基于硅工艺和双面对准技术的ＬＩＧＡ掩模技术,工艺十分简单。采用该掩模,可进一步解决深Ｘ射线光刻中的重复对准多次曝光问题,给出了该掩模设计制作工艺过程及深Ｘ射线光刻结果,整个过程包括常常氮化夺、采用Ｋａｒｌ Ｓｕｓｓ双面对准曝光机进行ＵＶ光刻、电化学沉积金吸收体、体硅腐蚀形成支撑等。利用该掩模在北京ＢＥＰＣ的Ｘ射线光刻光束线上进行曝光。     

Facile chemical method of etching polyimide films for failure analysis (FA) applications and its etching mechanism studies

A new strategy has been developed for discovering a novel/facile way of etching polyimide film for FA application. The aromatic polyimide synthesized from pyromellitic dianhydride and 2,2′-dimethyl-4,4′-diaminobiphenyl in the presence of an acid catalyst. This polyimide film was used to study its physical attributes and the chemical etching rate which can be evaluated in microelectronic package application as dielectric film. Chemical etching rates of polyimide film by an alkaline etching solution with the presence of different kinds of etchants were studied by film-thickness measurement and UV absorption spectroscopy of dispersible etching residue. The etching rate of polyimide film in alkaline ethylenediamine solution is highest among the etching solution studied in the present experiment. If an external bias voltage was applied during etching, the etching rate was increased. The effect of temperature, solubility of the etchant was also discussed. The presence of a radical in the process of etching reveals that the etching reaction is a type of radical chain reaction. It was found that the deprocessing technique (drenched alkaline aqueous solution of ethylenediamine and then instantaneously combined with mix acid (2:1 Nitric 90% fuming to Sulfuric mix at 40 °C)) could be extended to remove polyimide in different package geometry and different thickness of film.     

扫描隧道显微镜钨针尖氧化层去除的化学方法

电化学腐蚀得到的扫描隧道显微镜(STM)钨针尖表面通常覆盖了一层钨的氧化膜,这层氧化膜的存在很大程度上影响了STM扫描图像质量.本实验采用氢氟酸对新制备出的钨针尖进行去氧化层处理,并通过对比两组高序热解石墨(HOPG)STM图像和金样品的扫描隧道谱来论证这种去氧化层手段的有效性.     

基于复合光栅镜的角向偏振光产生研究

为了得到角向偏振光输出,采用严格耦合波分析方法,设计了一种复合光栅镜。先通过对Ge光栅的伪博世工艺刻蚀特性的研究,得到了高深宽比的无定型Ge光栅。然后在栅槽底部引入了随机分布的Ge纳米针,在该光栅上依次镀金膜和介质保护膜,得到介质-金属复合光栅镜。最后将该复合光栅镜用作轴快流CO2激光器谐振腔尾镜,得550W角向偏振光输出。结果表明,纳米柱及金栅脊的引入使得该复合光栅镜具有很高的偏振选择性。     

BST薄膜的反应离子刻蚀研究

钙钛矿结构的钛酸锶钡(BST)薄膜作为优良的介电、铁电材料在新一代的微机械系统(MEMS)、动态存储器(DRAM)及其他器件上的广泛应用,使得BST薄膜的刻蚀特性越来越重要。该文利用反应离子刻蚀装置,研究了溶胶-凝胶工艺制备的钛酸锶钡薄膜在CHF3/Ar等离子气体中的刻蚀情况。通过分析刻蚀速率及薄膜刻蚀前后表面形貌的变化,结果表明,刻蚀过程是离子轰击、离子辅助化学反应和化学反应刻蚀共同作用的结果。刻蚀速率为5.1 nm/min。Sr元素较难去除,成为阻碍刻蚀的重要因素。     

ITO透明导电薄膜的反应离子刻蚀

研究了用 Ｃ Ｆ４ 或乙醇作为反应气体, Ａｒ 作为气体添加剂对 Ｉ Ｔ Ｏ 膜进行反应离子刻蚀,讨论了射频放电功率,反应室气压, Ａｒ 的流量对刻蚀速率的影响,得出了最佳工艺条件,并从理论上分析了刻蚀的机理。研究表明,用乙醇等有机气体对 Ｉ Ｔ Ｏ 膜进行反应离子刻蚀的效果更为理想。