一种新型反应室的分析与实验

对振动阴极上粉体的运动分析表明粉粒在阴极表面停留的时间与阴极表面倾斜角、气体反吹速度和粉粒大小等有关，其停留时间可达10min以上。用这种等离子反应室对硅粉刻蚀，可在硅粉流经反应室一次即可刻蚀200nm的表面厚度。这意味着纯化硅粉的任务能一次完成。实验结果表明新反应室比常规反应室具有很大的优点。     

硅粉在冷等离子体中的刻蚀纯化

介绍了一种用直流辉光放电产生的冷等离子体对硅粉刻蚀纯化的方法。实验是在氩气氛中进行，结果表明硅粉纯度可由97．66％提高到98．47％。处理后的硅粉还可进行熔化-固化-粉碎再处理，因此是一种技术上可行的太阳级硅制备新方法。文中还应用反应室鞘层厚度、硅粉沉降平均速度、考虑高能粒子刻蚀作用的刻蚀速率方程等进行理论分析，结果显示，在一定的工艺参数下，刻蚀提纯是有效的。这也为粉体表面刻蚀研究提供了新的思路。     

冷等离子体中的粉体研究

介绍了在冷等离子体中粉体研究的几个重要成果，分析了粉体在两种反应室结构中的运动、沉降时间及刻蚀状况。理论分析和实验结果表明带振动阴极的反应室在粉体表面刻蚀方面比传统阴极结构的反应室要优越得多。研究表明冷等离子体对硅粉纯化具有应用前景。     

等离子振动反应室的研究

通过对振动阴极反应室的研究，针对粉粒与金属阴极接触的问题，提出新的改进设计。采用射频电源感应线圈，振动石英管内部放电的方式进行刻蚀。既有振动阴极反应室的效果，又避免掺入杂质，是一种可行的新反应室设计。     

硅基外延β-SiC薄膜在不同刻蚀气体中的等离子体刻蚀研究

用等离子体刻蚀（PE)工艺，以四氟化碳（CF4）和六氟化硫（SF6）以及它们与氧气（O2）的混合气体作为刻蚀气体分别对Si基外延生长的β-SiC单晶薄膜进行了刻蚀工艺研究。结果表明在同样刻蚀工艺条件下，以SF6＋O2作为刻蚀气体要比以CF4＋O2作为刻蚀气体具有更高的刻蚀速率；在任何气体混合比条件下经SF6＋O2刻蚀后的样品表面都不会产生富碳（C）表面的残余SiC层；而经CF4＋O2刻蚀后的样品表面是否产生富C表面残余SiC层则与气体混合比条件有关，但刻蚀后的样品表面更为细腻。文中还对不同刻蚀气体下的刻蚀产物进行了讨论比较。     

4H-SiC在Cl2+Ar混合气体中的ICP刻蚀工艺研究

采用C12＋Ar作为刻蚀气体进行了单晶4H-SiC材料的感应耦合等离子体（ICP）刻蚀工艺研究，分析了气体流量、气体混合比、反应室压力、1CP功率等工艺参数对刻蚀速率和刻蚀质量的影响．得到的最大蚀速率为194nm/min，表面均方根粗糙度为1．237nm，Cl／Si原子浓度比约为0．97％：99．3％。     

二氧化硅纳米颗粒的反应离子刻蚀及其在硅纳米针尖制备中的应用

系统地研究了硅衬底上二氧化硅纳米颗粒的反应离子刻蚀（R IE）过程,并在此基础上制备了可用于场发射的硅纳米针尖阵列.首先,采用改进的蒸发法在硅衬底上实现二氧化硅纳米颗粒的单层密排结构,再采用典型的刻蚀二氧化硅的RIE技术同时刻蚀硅衬底和二氧化硅纳米颗粒,在对纳米颗粒尺寸随刻蚀进行而改变的电镜照片分析的基础上,获得了相应的二氧化硅纳米颗粒刻蚀模型,计算得到横向和纵向的刻蚀速率;当刻蚀后的二氧化硅纳米颗粒从衬底上脱落后,进一步对硅衬底的刻蚀可以得到锐利的硅纳米针尖阵列,初步的实验结果表明,所制备的硅纳米针尖具有较好的场发射特性.     

HfO2在CHF3,Ar和H2的感应耦合等离子体中的刻蚀行为

通过改变偏压功率和气体气压的宏观条件,利用CHF3,Ar和H2的感应耦合等离子体(ICP)对HfO2和RZJ-306光刻胶进行了刻蚀选择性实验研究.结果表明,HfO2与等离子体化学相互作用的刻蚀产物属于非挥发性的,容易造成边墙的堆积而形成"驼峰"形,因而需要借助于Ar 的辅助轰击来消除边墙堆积,典型的HfO2/光刻胶的刻蚀选择比在0.2～0.5之间.在射频源功率400 W、气压0.5 Pa、射频偏压-400 V、流量比为Ar∶CHF3∶H2=40 sccm∶18 sccm∶2 sccm的优化条件下,利用感应耦合等离子体刻蚀特性,对光刻胶作为掩膜的HfO2/BK7玻璃进行刻蚀,扫描电镜的测试结果表明,光栅的图形转移效果较好.红外激光波长为1064 nm时,所测得的光栅二级衍射效率在71%以上.     

气流粉碎硅粉在硅系延期药中的应用?

文章对气流粉碎硅粉、球磨硅粉和高纯硅粉进行性能对比。选择气流粉碎硅粉,研究其配方、粒度、混药时间等参数对延期药性能的影响。结果表明:气流粉碎硅粉纯度较高,粒度分布最集中,延期精度最高,可以较好地满足硅系延期药的要求;不同粒度的气流粉碎硅粉可以用于不同燃速的延期药;在快燃速硅系延期药中,不加三硫化二锑能显著提高产品的延期精度。     

Ag纳米颗粒等离激元光散射增强对Si刻蚀形貌的影响机制

通过实验与有限元(FDTD)模拟系统研究了不同粒径尺寸的Ag纳米颗粒在P(100)Si表面刻蚀过程中等离激元光散射增强对刻蚀孔形貌的影响。SEM结果表明,刻蚀孔由与粒径尺寸接近的垂直孔演化为一种上大下小的火炬状形貌特征孔,该孔的直径与纳米颗粒尺寸散射半径相仿。模拟不同粒径的Ag纳米颗粒进入刻蚀孔后的光散射特征,证实了Ag纳米颗粒等离激元散射对刻蚀孔初期形成的重要作用。分析表明,基于光照条件下电子-空穴的激发特征,刻蚀孔的形貌主要依赖Ag纳米颗粒等离激元散射的光增强,即通过改变入射光频率以及Ag纳米颗粒粒径可以有效地调控Si表面形貌特征。Ag纳米颗粒等离激元光散射增强技术在Si基太阳能电池、发光二极管(LED)器件等领域有潜在应用前景。     

连续面形微光学元件的深刻蚀工艺

利用电感耦合等离子(ICP)刻蚀技术,在石英上刻蚀深连续面形微光学元件。分析了影响 深刻蚀工艺的烘焙条件、气体组分、自偏压和刻蚀温度等主要工艺参数,并对影响深刻蚀稳定性、均匀性、刻蚀污染与损伤等因素进行了探讨。通过实验,在石英上制作出深达55微米的浮雕微柱透镜,其面形峰值误差小于3%。     

Si（100）在碱性氟化物溶液中的腐蚀行为

本文用碱性氟化物溶液对单晶硅（100）表面进行了处理。结果发现其表面完全布满了类似金字塔的小凸起。在整个腐蚀过程中,小凸起随时问的延长变大,但数量却不断减少,这说明部分小凸起的成长是通过其周边小凸起的消亡实现的。在碱性氟化物溶液中,≡Si—H结构是稳定的,腐蚀主要发生在=SiH2或一SiH3的原子阶梯或缺陷存在的粗糙表面处。根据腐蚀速率和表面形貌的变化,我们对整个腐蚀过程作了进一步的阐释。     

等离子体刻蚀的数学模型

介绍了等离子体刻蚀中的三种主要的数学模型 ,即 :物理模型、反应表面模型、神经网络模型。简要地叙述了它们的原理和优缺点。     

Bulk Micromachining of Si by Metal‐assisted Chemical Etching

Bulk micromachining of Si is demonstrated by the well‐known metal‐assisted chemical etching (MaCE). Si microstructures, having lateral dimension from 5 μm up to millimeters, are successfully sculpted deeply into Si substrate, as deep as >100 μm. The key ingredient of this success is found to be the optimizations of catalyst metal type and its morphology. Combining the respective advantages of Ag and Au in the MaCE as a Ag/Au bilayer configuration leads to quite stable etch reaction upon a prolonged etch duration up to >5 h. Further, the permeable nature of the optimized Ag/Au bilayer metal catalyst enables the etching of pattern features having very large lateral dimension. Problems such as the generation of micro/nanostructures and chemical attacks on the top of pattern surface are successfully overcome by process optimizations such as post‐partum sonication treatment and etchant formulation control. The method can also be successful to vertical micromachining of Si substrate having other crystal orientations than Si(100), such as Si(110) and Si(111). The simple, easy, and low‐cost nature of present approach may be a great help in bulk micromachining of Si for various applications such as microelectromechanical system (MEMS), micro total analysis system (μTAS), and so forth.     

影响微粒复合沉积的诸因素

复合镀层中固体微粒的含量决定其硬度、耐腐蚀、抗磨等性能,而影响微粒与基质金属复合沉积的因素很多,如电流密度、微粒表面电荷、温度、pH值、搅拌方式等.介绍了影响复合电镀微粒共沉积的各种因素,分析了诸因素在复合镀层形成过程中所起的具体作用,探讨了微粒与基质金属共沉积的机理.概述了纳米微粒解团聚的方法,指出了今后复合电镀的研究方向.