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激光干涉诱导表面微结构对电化学刻蚀InP行为影响的研究

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激光干涉诱导表面微结构对电化学刻蚀InP行为影响的研究

作者：米伟勋长春理工大学

学位级别：硕士

激光干涉刻蚀技术是目前较为先进的有序纳米阵列制备技术,该技术能在样品表面实现规则点阵的制备,但是在对半导体基底刻蚀时,难以实现深度刻蚀。与之相比较,电化学刻蚀存在刻蚀速度较快,能在短时间内实现深度刻蚀的优点,是一种设备廉价... 详细信息

激光干涉刻蚀技术是目前较为先进的有序纳米阵列制备技术,该技术能在样品表面实现规则点阵的制备,但是在对半导体基底刻蚀时,难以实现深度刻蚀。与之相比较,电化学刻蚀存在刻蚀速度较快,能在短时间内实现深度刻蚀的优点,是一种设备廉价、工艺简单、高效且能在大气环境下进行纳米阵列结构制备的方法。本论文将激光干涉刻蚀技术与电化学刻蚀技术有机结合,研究激光干涉刻蚀后形成坑蚀对电化学刻蚀的影响。首先,研究了电流和温度对电化学刻蚀制备多孔InP的影响,发现温度一定时随着电流密度的增加多孔InP表面形貌并未有明显的变化而截面形貌则呈现有规律的变化,电流一定时随着温度的升高多孔InP截面形貌中念珠状多孔层会逐渐消失。明确了电化学刻蚀过程中电压随时间变化关系曲线能够直接反映多孔InP的截面形貌。接着,利用MATLAB软件模拟了四光束激光干涉形成的干涉图案,针对入射角度的改变,分析了干涉场内的光强分布。最后,搭建四光束干涉系统,利用1064nm激光干涉对n-InP(100)表面直写曝光,获得了比较规则的周期性点阵结构,特征尺寸约为7-8μm,在十涉刻蚀的基础上,进一步对该样品进行电化学阳极氧化刻蚀。实验结果表面,纳米级孔分布在半球状微米级孔的球面上,其截面的顶层呈现出弯曲光波导结构。可见,当诱导表面微结构的孔径特征尺寸较大时,对电化学刻蚀的诱导作用并不明显。如果进一步将激光干涉光刻表面微结构的特征尺寸降低到200-300nm,有望对电化学刻蚀InP形成诱导作用。

关键词：激光干涉电化学刻蚀多孔InP 表面微结构

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电化学刻蚀多孔GaN材料的研究

现代物理 2018年第6期8卷 290-296页

作者：张桐鹤李林苑汇帛曾丽娜张晶李再金曲轶马晓辉刘国军长春理工大学高功率半导体激光国家重点实验室吉林长春海南师范大学物理与电子工程学院海南海口

通过电化学刻蚀法以KOH作为刻蚀液制备多孔GaN材料。本文主要研究刻蚀电压和刻蚀液浓度两方面对多孔GaN材料形貌的影响,其中刻蚀电压变化范围为10 V^25 V,并以能带模型进行理论分析。刻蚀液浓度变化范围为20%~50%,并着重通过动力学模型... 详细信息

通过电化学刻蚀法以KOH作为刻蚀液制备多孔GaN材料。本文主要研究刻蚀电压和刻蚀液浓度两方面对多孔GaN材料形貌的影响,其中刻蚀电压变化范围为10 V^25 V,并以能带模型进行理论分析。刻蚀液浓度变化范围为20%~50%,并着重通过动力学模型进行理论分析。理论分析和实验结果均表明:在电化学刻蚀制备多孔GaN材料时,通过改变刻蚀电压和刻蚀液浓度可以实现对孔尺寸、孔洞率、孔密度等孔形貌的控制。

关键词： GaN 电化学刻蚀形貌刻蚀液刻蚀电压

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电化学刻蚀法制备合金微电极及其性能研究

湖南工业大学学报 2011年第2期25卷 13-17页

作者：李艳昭李文胡舜钦汤建新湖南工业大学绿色包装与生物纳米技术应用重点实验室湖南株洲412007

采用电化学刻蚀法制备了合金微电极。用扫描电镜(SEM)表征了微电极的表面形貌并估计了有效半径;在室温下用电化学工作站对微电极进行循环伏安特性分析。表征结果表明:使用0.1 mol/L的KCl溶液,5 V电压条件下所制备的微电极的性能最佳,其... 详细信息

采用电化学刻蚀法制备了合金微电极。用扫描电镜(SEM)表征了微电极的表面形貌并估计了有效半径;在室温下用电化学工作站对微电极进行循环伏安特性分析。表征结果表明:使用0.1 mol/L的KCl溶液,5 V电压条件下所制备的微电极的性能最佳,其有效半径在5 m以下;循环伏安响应曲线表明所制备电极的导电性能良好;微电极具有较好的稳定性。

关键词：电化学刻蚀微电极循环伏安法

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电化学刻蚀制备多孔InP

电化学刻蚀制备多孔InP

2006年全国功能材料学术年会

作者：翁占坤申慧娟刘爱民刘艳红徐峰罗慧晶大连理工大学三束材料改性国家重点实验室大连理工大学物理系

利用扫描电子显微镜(SEM)对电化学刻蚀多孔InP的形貌进行了表征,用耗尽层模型和场强化效应模型讨论了多孔InP刻蚀的机制。

关键词：多孔InP 电化学刻蚀耗尽层场强化

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电化学刻蚀半导体的结构分析

微纳电子技术 2008年第2期45卷 97-99,113页

作者：申慧娟仰恩大学信息与计算机学院电子工程系福建泉州362014

结合多孔硅(Si)、多孔砷化镓(GaAs)以及多孔磷化铟(InP)的不同孔形貌,综合分析了元素半导体硅及Ⅲ-Ⅴ族化合物半导体GaAs、InP的刻蚀结构,系统地阐述了晶体结构在电化学刻蚀中的作用。化合物半导体由于存在晶格极化和各向异性,使得不同... 详细信息

结合多孔硅(Si)、多孔砷化镓(GaAs)以及多孔磷化铟(InP)的不同孔形貌,综合分析了元素半导体硅及Ⅲ-Ⅴ族化合物半导体GaAs、InP的刻蚀结构,系统地阐述了晶体结构在电化学刻蚀中的作用。化合物半导体由于存在晶格极化和各向异性,使得不同晶面的溶解速率或钝化速率不同,导致孔沿着溶解速率较大的方向生长,钝化速率较大的晶面成为孔壁,在一定程度上影响了孔的形状、大小及周期性排列等特征。用电流控制模型对不同孔的生长过程进行了较好的解释,进一步证明了晶体的结构特征对其产生的重要影响。

关键词：电化学刻蚀多孔硅电流控制模型晶格极化形貌

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电化学刻蚀多孔硅阵列的形貌研究

电子元件与材料 2015年第11期34卷 48-52页

作者：陈婷婷顾牡于怀娜刘小林黄世明同济大学物理科学与工程学院上海市特殊人工微结构材料与技术重点实验室上海200092 中国科学院上海应用物理研究所上海200092

采用电化学刻蚀法在P型硅中制备多孔阵列结构。通过实验研究和理论分析，分别讨论硅片电阻率、电流密度、电解液组分对多孔硅形貌的影响。结果表明，在P型硅中电阻率决定了孔洞能否形成；改变电流密度，可以有效调控孔径大小；在电阻率3... 详细信息

采用电化学刻蚀法在P型硅中制备多孔阵列结构。通过实验研究和理论分析，分别讨论硅片电阻率、电流密度、电解液组分对多孔硅形貌的影响。结果表明，在P型硅中电阻率决定了孔洞能否形成；改变电流密度，可以有效调控孔径大小；在电阻率30~50Ω＆#183;cm、电流密度20×10^–3A/cm^2的条件下，可以得到最优化多孔硅结构。通过模板引导法制备了高度有序的多孔硅阵列，孔径2.5μm，周期4μm。在电解液中添加十六烷基三甲基氯化铵（CTAC），反应生成的气泡更容易逸出，有利于改善多孔硅阵列形貌。研究成果为基于硅孔洞填充的像素化X射线闪烁转换屏的研制提供了必要的基础。

关键词：电化学刻蚀多孔硅阵列形貌孔径调控模板引导 X射线转换屏

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电化学刻蚀方法制备半导体材料纳米阵列

电化学刻蚀方法制备半导体材料纳米阵列

双槽法KOH溶液电化学刻蚀金刚线切割多晶硅片的研究

第五届中国功能材料及其应用学术会议

作者：李国庆刘爱民潘萌杜晓书郭凡大连理工大学三束材料改性国家重点实验室大连理工大学物理系

电化学刻蚀方法是一种非常简单实用的制备规则纳米阵列结构的方法。本文简述了用电化学刻蚀方法制备InP以及Si规则纳米阵列的方法。SEM图像给出了这些规则纳米阵列的结构。

关键词：电化学刻蚀多孔InP 多孔硅 SEM

来源： cnki会议评论

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当代化工 2019年第12期48卷 2808-2812页

作者：刘政牛玉超姜言森任现坤刘慧敏段婷婷山东建筑大学材料科学与工程学院山东济南250101 山东力诺光伏高科技有限公司山东济南250103

为探讨金刚线切割多晶硅片的制绒方法和工艺,采用双槽法在KOH溶液中对金刚线切割的多晶硅片进行电化学刻蚀。实验研究了电化学刻蚀前的化学预处理、溶液浓度、外加电压及溶液温度对电化学刻蚀的试样形貌及其反射率的影响。结果表明,多... 详细信息

为探讨金刚线切割多晶硅片的制绒方法和工艺,采用双槽法在KOH溶液中对金刚线切割的多晶硅片进行电化学刻蚀。实验研究了电化学刻蚀前的化学预处理、溶液浓度、外加电压及溶液温度对电化学刻蚀的试样形貌及其反射率的影响。结果表明,多晶硅片经过化学预处理可产生后续电化学刻蚀的激活点或诱发点,提高了电化学刻蚀的均匀性;KOH溶液浓度、刻蚀电压和溶液温度都对多晶硅片的电化学刻蚀的表面形貌和反射率有重要影响。通过分析讨论,得出了多晶硅片化学预处理和电化学刻蚀的优化工艺及其参数。

关键词：多晶硅电化学刻蚀化学预处理制绒反射率

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金属表面微坑阵列掩膜电化学刻蚀技术研究

电加工与模具 2015年第2期 29-32,37页

作者：杜立群位广彬杨彤陈胜利大连理工大学精密与特种加工教育部重点实验室辽宁大连116024 大连理工大学辽宁省微纳米系统重点实验室辽宁大连116024

采用负胶光刻工艺制备了微坑阵列胶模,通过实验分析了抛光工艺对刻蚀均匀性的影响,解决了微坑阵列刻蚀缺陷的问题。研究了酸洗对基板刻蚀的影响,得出酸洗可改善刻蚀均匀性的结论,并通过调节溶液p H值的方法解决了溶液沉淀的问题。分析... 详细信息

采用负胶光刻工艺制备了微坑阵列胶模,通过实验分析了抛光工艺对刻蚀均匀性的影响,解决了微坑阵列刻蚀缺陷的问题。研究了酸洗对基板刻蚀的影响,得出酸洗可改善刻蚀均匀性的结论,并通过调节溶液p H值的方法解决了溶液沉淀的问题。分析了掩膜孔径对刻蚀均匀性的影响,并利用自行搭建的电化学刻蚀装置完成了直径60μm、深11μm的微坑阵列刻蚀。实验结果验证了掩膜电化学刻蚀工艺的可行性,为金属表面微小图形的制作提供了一种可行的方案。

关键词： UV-LIGA 微坑阵列电化学刻蚀酸洗