下载文档原格式
等离子体刻蚀中工艺参数对刻蚀速率影响的研究等离子体刻蚀中工艺参数对刻蚀速率影响的研究第38卷第5期2021年5月西安交通大学学报JOU RNAL OF XI c AN JIAOT ON G U N IVERSIT YVol. 38 l 5M ay 2021等离子体刻蚀中工艺参数对刻蚀速率影响的研究陈晓南, 杨培林, 庞宣明, 袁丛清(西安交通大学机械工程学院, 710049, 西安)摘要:用实验方法研究了在感应耦合等离子体(ICP) 的干法刻蚀过程中, 工艺参数对刻蚀速率的影响. 研究结果表明, 刻蚀速率随SF 6气体流量、自偏压以及射频功率的增大而增大, 但当SF 6气体流量、自偏压达到一定值后, 刻蚀速率开始降低. 实验中对工艺参数进行了优化, 在射频功率为500W 、自偏压为150V 、流量为50cm 3/s, 以及SiO 2和Si 3N 4的选择比为15的条件下, 硅的刻蚀速率达到了0180L m/m in. 关键词:感应耦合等离子体; 干法刻蚀; 硅中图分类号:T P205 文献标识码:A 文章编号:0253-987X(2021) 05-0546-02Influence of Process Parameters on the Etching Rate in InductivelyCoupled Plasma EtcherChen Xiaonan , Yang Peilin, Pang X uanm ing , Yuan Congqing(School of M echanical Engi n eering, Xi c an Jiaotong Universi ty, Xi c an 710049, China)利用等离子体(IPC) 可对硅进行快速的刻蚀, 但是其工艺参数对刻蚀结果[1]的影响很大. 本文在国产ICP-2B 型刻蚀机上以SF 6作为刻蚀气体进行了单晶硅的刻蚀实验. 刻蚀机的主要性能参数:极限真空度为6Pa, 电极尺寸为实验主要研究了操作工艺参数射频功率P 、极板功率P j 、自偏压U z 和气体流量q 等对刻蚀速率S k 的影响. 实验样片为N 型7612m m 双面抛光的硅片(晶向31004) , 电阻率为10~208#cm . 实验是在反应室压力为110Pa 、室温为20e 的环境下进行的. 每次刻蚀的时间均为10m in . 刻蚀深度通过台阶仪测出, 平均刻蚀速率为刻蚀深度除以刻蚀时间. 操作的方式为:¹当P 为500W , SF 6的q 分别为15、30、50和80cm /s , 以及U z 分别为40、80、150和250V 时, 得到S k 与SF 6的q 和U z 的关系曲线; º在反应室压力、温度固定不变的情况下, 设SF 6的q 为50cm /s , U z 为150cm /s , P 分别为300、500和700W 时, 得到Sk 与P 的关系曲线.2 实验结果分析2. 1 U z 与P j 的关系U z 是刻蚀工艺参数综合作用的结果. 在一般情况下, 反应室气压、P 和P j 都会影响U z , 从而对刻蚀过程产生影响. 在P =500W , SF 6的q 分别为15、30、50和80cm3/s 时, U z 与P j 的关系如图1所示. 由图1可见, U z 与P j 成正比关系, 而q 对U z 的影响不大, 可以忽略. 由于U z 的产生原因是由等离子体中离子与电子的巨大速度差异所致, 而在P 和反应室压力不变的情况下, 等离子体中离子和电子的数量基本是不变的, 所以改变q 不会对U z 产生影响.2. 2 U z 对S k 的影响由于U z 与P j 具有线性关系, 因此P j 对S k 的影响与U z 对S k 的影响是相同的, 两者可任选其一, 这里选择后者作为讨论对象. 在上述工艺参数下, S k 与U z 的关系如图2所示. 由图2可见, 在不同的q收稿日期:2021-07-15. 作者简介:陈晓南(1955~) , 男, 副教授. 基金项目:陕西省自然科学研究基金资助项目(2002E 07).第5期陈晓南, 等:等离子体刻蚀中工艺参数对刻蚀速率影响的研究547下, S k 开始是随着U z 的增大而增大, 但U z 达到一定值后, S k 不再增加反而有所下降, 其原因是U z 增大时, 离子获得了较大的加速度, 由于轰击能量的增加, 因此对硅片曲解离子轰击的S k 也就提高了. 显然, 总体S k 较高, U z 过大, 即P j 过大, 会导致等离子体中离子壳层的厚度增大, 进而影响离子入射到硅片方向上的一致性. 这种由离子入射角产生的分散性使S k 降低, 尽管离子的轰击能量还在增加, 但总体的S k却发生了下降. 2. 3 q 对S k 的影响在P 为500W 、U z 分别为40、80、150和250V 时, S k 与SF 6的q 的关系如图3所示. 由图3可以看出, 在不同的U z 下, S k 开始随着SF 6的q 的增加而增大, 当达到最大值后, 却开始随着q 的增加而降低, 这是因为当q 刚开始增大时, 反应活性原子F 的自由基更新快, 且反应生成物SiF 4重新沉积的机会减少, 因此S k 会提高. 但是, 当q 过大时, 反应室中F 的自由基驻留时间短, 许多还没来得及参与反应就被真空泵抽走了, 因而导致了S k 的降低. 2. 4 P 对S k 的影响当U z 设定为150V 、SF 6的q 为50cm 3/s 时, S k 与P 的关系曲线如图4所示. 由图4可见, S k 随着P 的增大而增大, 这是因为P 越大, 产生的等离子体密度就越大, 那么会有更多的离子和F 的自由基用于刻蚀, 使S k 自然增大. 但是, 当P 增大时,图4 S k 与P 的关系图3 S k 与q 的关系曲线导致离子壳层的厚度增加, 使离子入射方向的一致性降低, 因此对S k 产生影响, 使S k 增大的趋势缓慢下来.2. 5 优化工艺参数由于检测手段的限制, 所以仅进行了简单的优化. 如果确定S k 为优化目标时, 其优化工艺参数为P =500V , U z =150V , q =50cm /s . 将SiO 2、Si 3N 4的选择比定为15, 则硅的S k 可达到0180L m/min.(1) 由以上讨论可知, 当反应室的压力、温度一定时, U z 、SF 6的q 和P 对S k 均有较大的影响. (2) 由于对硅的刻蚀是以SiO 2、Si 3N 4作掩蔽层, 因此在确定优化工艺参数时, 需要同时考虑对SiO 2、Si 3N 4的选择比. 又因为SiO 2、Si 3N 4的刻蚀主要是以离子轰击为主的刻蚀, 而硅主要是F 的化学图1 U z 与P j刻蚀, 因此在刻蚀工艺参数中, U z 不宜过大. 参考文献:[1] Chen K S, A y n Arturo A , Zhang X in, et al. Effect ofprocess par ameters o n the surface morphology and me -chanical perfo rmance of silicon structur es after deep reac -tive io n etching (DR IE)[J ].Jour nal of M icro -Elec -tromechanical Systems, 2002, 11(3) :264~274.。
纳米等离子体激光器研究进展赵青;黄小平;林恩;焦蛟;梁高峰;陈涛【摘要】半导体激光器在生物技术、信息存储、光子医学诊疗等方面得到了广泛应用.随着纳米技术和纳米光子学的发展,紧凑微型化激光器应用前景引人关注.当激光器谐振腔尺寸减小到发射波长时,电磁谐振腔中将产生更为有趣的物理效应.因此,在发展低维、低泵浦阈值的超快相干光源,以及纳米光电集成和等离激元光路时,减小半导体激光器的三维尺寸至关重要.在本综述中,首先介绍了纳米等离子体激光器中的谐振腔模式增益和限制因子的总体理论,并综述了金属-绝缘材料-半导体纳米(MIS)结构或其它相关金属覆盖半导体结构的纳米等离子体激光器各方面的总体研究进展.特别地,对基于MIS结构的等离子体谐振腔实现纳米等离子体激光器三维衍射极限的突破,进行了详细的介绍.本文也介绍并展望了纳米等离子体激光器的技术挑战和发展趋势,为纳米激光器进一步研究提供参考.%Semiconductor lasers are widely used for applications in biology, information storage, photonics and medical therapeutics. With the development of the emerging area of nano-optics and nanophotonics, more compact lasers attract significant interest. As the cavity size is reduced with respect to the emission wavelength, interesting physical effects in electromagnetic cavities arise. To scale down the semiconductor lasers in all three dimensions plays an important role in the development of low-dimension, low-threshold, and ultrafast coherent light sources, aswell as integrated nano-opto electronic and plasmonic circuits. In this review, the overall formalism of mode gain and confinement factor in the metal–semiconductor plasmonic lasers was introduced firstly. In addition, an update doverview of the latestdevelopments, particularly in plasmonic nanolasers using the metal-insulator-semiconductor(MIS) configuration and another related metal-cladded semiconductor microlasers was presented. In particular, it hasbeen experimentally demonstrated that the use of plasmonic cavities based on MIS nanostructures can indeed breakthe diffraction limit in three dimensions. We also present some perspectives on the challenges and developmenttrend for the plasmonic nanolasers. This review can provide useful guide for the research of plasmonic nanolasers.【期刊名称】《光电工程》【年(卷),期】2017(044)002【总页数】12页(P140-151)【关键词】等离子体激光器;表面等离子体激元;微纳加工【作者】赵青;黄小平;林恩;焦蛟;梁高峰;陈涛【作者单位】电子科技大学物理电子学院,成都 610054;电子科技大学物理电子学院,成都 610054;电子科技大学物理电子学院,成都 610054;电子科技大学物理电子学院,成都 610054;电子科技大学物理电子学院,成都 610054;电子科技大学物理电子学院,成都 610054【正文语种】中文【中图分类】TN248自从上世纪60年代激光器发明以来，激光器和人类的其它发明一样，对人类的各个方面都产生了巨大影响。
2022年7月第31卷第7期
Vol.31 No.7,Jul. 2022
中国胶粘利CHINA ADHESIVES ( 415 )
- 17
-
白炭黑增强氟橡胶体系的耐等离子体刻蚀性能研究张部明J张天福2,刘增杰蔦雷晓宏役李 涛S张孝阿期
，
李 伟
2,刘
力
I
（1.北京化工大学，碳纤维及功能高分子教育部重点实验室，材料科学与工程学院，北京100029；2.航天化学动力技术
重点实验室，湖北航天化学技术研究所，湖北襄阳441003；3,山东船舶技术研究院，山东威海264209；4.北京通嘉宏瑞科技有限公司，
北京102600
）
【摘要】以高氟橡胶生胶、白炭黑等为主要原料，制备了过氧化物硫化氟橡胶。研究了体系的硫化特性、 力学性能、热稳定性和耐等离子体性能。研究结果表明:白炭黑用量对焦烧时间影响不大，且都具有较好的稳
定性。当白炭黑用量为15~20质量份时，力学性能最优，最大拉伸强度和撕裂强度分别为19.8 MPa和
36.4 kN/m
。添加白炭黑的氟橡胶体系都具有优异的热稳定性和耐等离子体性能，初始分解温度都在405 °C
左
右，刻蚀后的重量损失率都在3.4%~3.8%之间,表面变化更加均匀。
进一步分析等离子体刻蚀造成的化学变
化,在等离子体刻蚀条件下表面的C-F键大大减少，失去F原子屏蔽的主链发生断裂,低分子降解产物和白
炭黑“颗粒”都逸出材料表面。
［关键词］氟橡胶;白炭黑;热稳定性;耐等离子体刻蚀性能中图分类号TQ430.4 文献标志码A 文章编号1004-2849（2022
）
07-0017-05
0前言
作为含氟弹性体大家族的一员，氟橡胶是指含 氟烯姪通过自由基乳液共聚而制得的碳链高分子 弹性体。由于氟原子的存在,氟橡胶结构中的化学 键（如
c—F、c—C
等）具有很高的键能
，且碳链骨架
被大量氟原子所包围，具有很好的屏蔽效应
，因此
氟橡胶具有非常出色的耐高温和耐化学介质性能， 在汽车、
航空航天
、
石油化工等领域有着广泛应
Applied Physics 应用物理, 2018, 8(12), 529-535Published Online December 2018 in Hans. /journal/apphttps:///10.12677/app.2018.812066Study on the Properties of PVDF-TrFENanostructures Induced by Reconstruction of Sapphire SurfaceRongqiang Jin*, Yanda Ji, Jiyu Fan, Hao YangCollege of Science, Nanjing University of Aeronautics and Astronautics, Nanjing JiangsuReceived: Nov. 20th, 2018; accepted: Dec. 3rd, 2018; published: Dec. 10th, 2018AbstractOne-dimensional nanorods and two-dimensional nanofilms of PVDF-TrFE were prepared on re-constructed m-plane sapphire surface. The surface morphology, as well as piezo/ferroelectric properties of PVDF-TrFE, was studied. The results show that the aspect ratio of the nanorods can reach 50. By applying different voltages, the ferroelectric switching is observed in the single do-main structure. In addition, the analysis of phase hysteresis loops and amplitude proves that the phase switching can reach 180˚ and the d*33is about 8 pm/V. These results indicate that nano-structured PVDF-TrFE exhibits reasonable piezoelectric and ferroelectric properties.KeywordsSurface Reconstruction, Sapphire, Poly(Vinylidene Fluoride-Co-Trifluoroethylene),Ferroelectricity重构蓝宝石表面诱导PVDF-TrFE纳米结构及其性质研究金荣强*，吉彦达，樊济宇，杨浩南京航空航天大学理学院，江苏南京收稿日期：2018年11月20日；录用日期：2018年12月3日；发布日期：2018年12月10日*通讯作者。
重构蓝宝石表面诱导PVDF-TrFE纳米结构及其性质研究金荣强; 吉彦达; 樊济宇; 杨浩
【期刊名称】《《应用物理》》
【年(卷),期】2018(008)012
【摘要】本文利用m面蓝宝石表面重构形成的纳米沟槽,诱导生长一维纳米棒和二维纳米薄膜的PVDF-TrFE,研究了其表面形貌特征,压电和铁电性质。
结果显示纳米棒的长宽比可以达到50,通过施加不同正负电压,观察到单畴结构的翻转。
并且相位与振幅滞回线分析证明相位翻转为180?、d*33约8 pm/V。
所得结果表明在纳米结构中PVDF-TrFE依然保持着较好的压电和铁电性质。
【总页数】7页(P529-535)
【作者】金荣强; 吉彦达; 樊济宇; 杨浩
【作者单位】[1]南京航空航天大学理学院江苏南京
【正文语种】中文
【中图分类】TN3
【相关文献】
1.表面等离子体耦合诱导的金银双纳米棒结构的光学性质研究 [J], 郑允宝;刘海英
2.表面等离子体耦合诱导的金银双纳米棒结构的光学性质研究 [J], 郑允宝;刘海英
3.微波诱导燃烧法合成类花状ZnO纳米材料及其晶体结构、荧光性质研究 [J], 曹渊;文毅;刘柏林;徐彦芹;王亚涛
4.重构蓝宝石表面诱导
La<sub>0.7</sub>Sr<sub>0.3</sub>MnO<sub>3</sub>纳米结构及其性
质研究 [J], 王明洁;吉彦达;杨浩
5.金属杂质辅助低能氩离子束诱导蓝宝石自组织纳米结构 [J], 唐黎;陈智利;刘雨昭;毕倩;惠迎雪;刘卫国
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
表面等离子体激元纳米激光器技术及应用研究进展陈泳屹;佟存柱;秦莉;王立军;张金龙【摘要】Conventional semiconductor lasers suffer from the scale of the diffraction limit due to the light to be confined by the optical feedback systems. Therefore, the scales of the lasers cannot be miniaturized because their cavities cannot be less than the half of the lasing wavelength. However, lasers based on the Surface Plas- mon Polaritons(SPPs) can operate at a deep sub-wavelength, even nanometer scale. Moreover, the develop- ment of modern nanofabrication techniques provides the fabrication conditions for micro - or even nanometer scale lasers. This paper reviews the progress in nano-lasers based on SPPs that have been demonstrated re-cently. It describes the basic principles of the SPPs and gives structures and characteristics for several kinds of nanometer scale lasers. Then, it points out that the major defects of the nanometer scale lasers currently are focused on higher polariton losses and the difficultiesin fabrication and electronic pumping technologies men- tioned above. Finally, the paper considers the research and application prospects of the nanometer scale lasers based on the SPPs.%传统半导体激光器由于采用光学系统反馈而存在衍射极限，其腔长至少是其发射波长的一半，因此难以实现微小化。
第35卷第5期人工晶体学报V o.l35N o.5 2006年10月J OURNAL O F S YNTH ET IC CRYSTALS O ctober,2006冷心放肩微量提拉法大尺寸蓝宝石单晶生长过程的模拟分析许承海,左洪波,孟松鹤,姚泰,汪桂根,李长青,张明福(哈尔滨工业大学复合材料研究与结构所,哈尔滨150001)摘要:利用数值模拟方法计算了冷心放肩微量提拉法(SAP M AC)蓝宝石晶体生长过程。
结合晶体直径变化、裂纹出现位置与延续方向、晶体透明性等实验现象,通过与提拉法、温梯法、坩埚移动法等相对比,分析了冷心放肩微量提拉法晶体生长各阶段的工艺特点,并根据模拟计算结果对晶体生长系统和晶体生长控制工艺进行了改进。
分别利用增大热交换器的散热参数、降低加热温度、改进降温曲线、调节外加轴向和径向温度梯度的方式来实现对晶体生长的引晶、放肩、等径和收尾控制。
通过实验比较证明了改进后的晶体生长系统和晶体生长控制工艺能够生长出性能较好的大尺寸蓝宝石晶体。
关键词:晶体生长;数值模拟;蓝宝石;冷心放肩微量提拉法中图分类号:O78文献标识码:A文章编号:1000-985X(2006)05-0976-08 Si m ul ati on Analysis on the S APMAC C rystal G row th Processof Large Size SapphireXU Cheng-hai,ZUO H ong-bo,ME NG Song-he,Y AO Tai,WANG Gui-gen,LI Chang-qing,Z HANG M ing-fu(C enter for Co m positeM at eri a l s,H arb i n Ins tit u te ofTechnol ogy,H arb i n150001,Ch i na)(Receive d15M ay2006)Abst ract:The SAP MAC(sapphire gro w th techn i q ue w ith m icro-pu lli n g and shoulder at coo led center) process has i n vesti g ated by num erical si m ulati o n m ethod.The characteristics o f severa l different crysta l gro w th stages have been analyzed and co m pared w ith C zochra lsk im et h od,te m perature grad ient technique and bridg m an techn i q ue etc.Base on the resu lts o f si m ulation and techniques of different crystal gro w th stages,the syste m and contr o l techn iques of crysta l gro w th w ere i m proved;the conventi o na l SAP MACf u rnace w as m od ified w ith the heat d issipati o n para m eters i n creased,the heati ng te m perature decreased,the te m perature fa lling curve i m proved,the additional ax ial and rad i a l te m perature gradient adj u sted,so the neck i n g-do w n,shou l d er-ex tending,iso-d i a m eter and ta ili n g pr ocess of the crysta l g ro w th can be contro lled.The experi m ent resu lts testified that the gro w n crysta l has better qua lity and larger size by thei m pr oved syste m of crystal g r ow th and contro l techn i q ues.K ey w ords:crystal gro w th;num erical si m u lation;sapph ire;SAP MAC m ethod收稿日期:2006-05-15基金项目:国防科研基金作者简介:许承海(1978-),男,黑龙江省人,博士研究生。
