车辆定位星控技术电子束光刻在纳米加工及器件制备中的应用精

1、微纳电子技术2008年第 12 期专家论坛P683 -电子束光刻在纳米加工及器件制备中的应用纳米器件与技术P689 -中波-长波双色量子阱红外探测器P694 -铁电栅材料GaN基场效应晶体管的特性纳米材料与结构P698 - (Ni、Li)掺杂ZnO薄膜的制备及其性能P703 - Si(111)衬底上GaN外延材料的应力分析MEMS器件与技术P706 - Su-8胶-金属复合材料电热微驱动器P712 - Ka波段Si基微机械宽带垂直过渡显微、测量、微细加工技术与设备P716 -基于表面等离子体的微纳光刻技术P720 -阳极氧化铝膜孔径的测量P724 -各向异性腐蚀制备纳米硅尖P729 - Si基

2、体二维深通道微孔列阵刻蚀技术微电子器件与技术P734 温度控制装置中的In Sb-In磁敏电阻专家论坛P683 -电子束光刻在纳米加工及器件制备中的应用陈宝钦，赵珉，吴璇，牛洁斌，刘键，任黎明， 王琴，朱效立，徐秋霞，谢常青，刘明 （中国科学院 微电子研究所，北京 100029） 摘要：电子束光刻技术是推动微米电子学和微纳米加工发展的关键技 术，尤其在纳米制造领域中起着不可替代的作用。介绍了中国科学院 微电子研究所拥有JEOL JBX 5000LS、JBX 6300FS纳米电子束光刻 系统和电子显微镜系统的电子束光刻技术实验室，利用电子束直写系 统所开展的纳米器件和纳米结构制造工艺技术方面的研

3、究。重点阐述 了如何利用电子束直写技术实现纳米器件和纳米结构的电子束光刻。 针对电子束光刻效率低和电子束光刻邻近效应等问题所米取的措施； 采用无宽度线曝光技术和高分辨率、高反差、低灵敏度电子抗蚀剂相 结合实现电子束纳米尺度光刻以及采用电子束光刻与X射线曝光相结合的技术实现高高宽比的纳米尺度结构的加工等具体工艺技术问题展 开讨论。关键词：电子束光刻；电子束直写；电子束邻近效应校正；纳米制造; 纳米器件；纳米结构纳米器件与技术P689 中波-长波双色量子阱红外探测器赵永林，李献杰，刘英斌，齐利芳，过帆，蔡道民，尹顺政，刘跳（中国电子科技集团公司第十三研究所，石豕庄 050051）摘要：采用n型掺杂

4、的AlGaAs/GaAs和AlGaAs/InGaA 多量子阱材料，基于MOCVD外延生长技术，利用成熟的GaAs集成电路加工工 艺，设计并制作了不同结构的中波-长波双色量子阱红外探测器（QWIP） 器件，器件采用正面入射二维光栅耦合，光栅周期设计为4卩m,宽度2卩m ;对制作的500卩m x 500卩m大面积双色QWIP单元器 件暗电流、响应光谱、探测率进行了测试和分析。在-3 V偏压、77 K温度和300 K背景温度下长波（LWIR）和中波（MWIR ） QWIP的 暗电流密度分别为 0.6、0.02 mA/cm 2 ； -3 V偏压、80 K温度下MWIR 和LWIR QWIP的响应光谱峰

5、值波长分别为 5.2、7.8卩m ;在2 V偏 压、65 K温度下，LWIR和MWIR QWIP的峰值探测率分别为1.4 X 1011、6 X 1010 cm Hz1/2/W。关键词：量子阱红外探测器；双色；暗电流密度；响应光谱；探测率； 二维光栅P694-铁电栅材料GaN基场效应晶体管的特性蔡雪原，冉金枝，魏莹，杨建红（兰州大学 物理科学与技术学院 微电子研究所，兰州 730000）摘要：针对铁电薄膜/GaN基FET结构，利用数值方法研究了铁电栅 材料自发极化强度PS变化对GaN基表面电子浓度nS和场效应晶体管 转移特性Id-Vg的影响，给出了典型Ps和£ r值下跨导gm与Vg的关

6、系。 结果表明：零栅压下，ns在随Ps （0 士 59卩C/cm2）变化时有46 个数量级的提高或降低；当 Vg=0.65 V、Ps为-2626卩C/cm2时， nS提高约4个数量级；负栅压下，nS因受引起电子耗尽的PS的影 响而降低67个数量级，而Ps未对Id-Vg产生明显影响，跨导gm在1 V左右的栅偏压下达到最大值。这些结果对利用铁电极化和退极化可 能改善新型器件性能的研究具有重要意义。关键词：GaN基FET ；自发极化；铁电材料；载流子浓度；转移特性； 跨导纳米材料与结构P698 - （Ni、Li）掺杂ZnO薄膜的制备及其性能宋海岸，叶小娟，钟伟，都有为（南京大学南京微结构国家实验室，

7、南京 210093）摘要：采用溶胶-凝胶技术和旋涂的方法，在 Si（100）衬底上制备了 Ni 掺杂和（Ni、Li）共掺的 3 种 ZnO 薄膜（Ni°.1°Zn°.9oO、Ni0.10Li0.05Zn°.85。 和 Nio.1oLio.1o射线衍射分析表明，所有薄膜样品均为纤锌矿结构，未发现其他杂相。光致发光研究表明，（Ni、Li）共掺后出现了 410 nm左右的紫外发光峰，并随Li浓度的增加发光峰变强，该峰与 Li杂质能级有关，同时观察到O2-空位引起的610 nm和740 nm的两 个红色发光峰。薄膜中Ni离子为+2价，取代Zn离子的位置。掺杂 的

8、ZnO薄膜呈现室温铁磁性，单个 Ni原子的饱和磁矩可达到0.210 a B，掺入Li或在N2气氛中退火后，都导致单个 Ni原子的饱和磁矩 降低。铁磁性来源于电子调制的机制。关键词：稀磁半导体；溶胶-凝胶；旋涂；铁磁性；光致发光P703 - Si(111)衬底上GaN外延材料的应力分析尹甲运1,刘波1,张森1,2，冯志宏1,冯震1,蔡树军1(1.专用集成电路国家级重点实验室，石家庄050051;2.哈尔滨工业大学 材料科学与工程学院，哈尔滨 150001)摘要：对Si(111)衬底上GaN外延材料的应力随着低温 AlN插入层数 的变化进行了分析研究。通过喇曼散射谱在高频 E2(TO)模式下的测

9、试分析发现，随着低温 AlN插入层数的增加，GaN材料的E2(TO)峰 位逐渐接近体GaN材料的E2(TO)峰位(无应力体GaN材料的E2(TO) 峰位为568 cm-1)，计算得出GaN材料的应力从1.09 GPa减小到0.42 GPa。同时，使用室温光荧光谱进行了分析验证。结果表明， Si衬底 上GaN外延材料受到的是张应力，通过低温 AlN插入层技术可以有 效降低GaN材料的应力，并且最终实现了表面光亮的厚层无裂纹 GaN 材料。关键词：氮化镓；AlN插入层；喇曼散射；光荧光谱；应力；Si衬底MEMS器件与技术P706 - Su-8胶-金属复合材料电热微驱动器陈婧，丁桂甫，杨卓青(上海交

10、通大学微纳科学技术研究院，上海 200240)摘要：针对以金属嵌入式Su-8光刻胶作为新型弯曲梁式微驱动器结 构材料的特点，在仿真分析过程中，考虑了狭小空气间隙中热传导机 制的影响。分析结果表明，器件的工作电压随着悬空高度的增加而降 低；当悬空高度达到270卩m时，可忽略热传导机制。在微加工工 艺流程中，引入新的牺牲层材料，显著提升了工艺流程的兼容性和加 工效果的稳定性。在此基础上研制的新型电热微驱动器实测位移由 11.5匕m增大至13.9卩m,这一结果与传统多晶硅材料弯曲梁式微 驱动器的驱动位移5卩m相比有显著提高，而能耗亦从180 mW降 至21.6 mW，器件性能得到改善。关键词：电热微

11、驱动器；薄层空气热传导；Cu牺牲层；非硅表面微加工；微机电系统P712 - Ka波段Si基微机械宽带垂直过渡戴新峰a,郁元卫a，贾世星b,朱健a,於晓峰c, 丁玉宁c（南京电子器件研究所 a.单片集成电路与模块国家级重点实验室；b.微纳米研发中心；c.毫米波电路部，南京 210016）摘要：介绍了一种适用于三维毫米波集成电路的Si基微机械垂直过渡，该垂直过渡是两层0.1 mm厚的共面波导传输线通过0.3 mm厚 中间层，在中间层采用了同轴结构，该同轴结构通过金属化通孔来实 现。这一设计原理简单，结构简洁，便于优化设计，具有很宽的带宽 和平坦的幅度响应。运用三维电磁场仿真软件对该垂直过渡结构进行

12、 了建模，并作了优化设计与仿真计算，运用微机械金属化通孔工艺和 多层键合工艺研制了样品。在片测试结果表明该样品性能良好，在 26.534.0 GHz该过渡插入损耗小于3.5 dB，带内起伏小于2 dB。 关键词：Ka波段；Si基微机械；三维集成电路；宽带垂直过渡；热 压键合显微、测量、微细加工技术与设备P716 基于表面等离子体的微纳光刻技术杨勇1,2，胡松1,姚汉民1,严伟1,赵立新1,周绍林1,2，陈旺富1,2，蒋文波1,2，李展1（1.中国科学院 光电技术研究所，成都 610209;2中国科学院研究生院，北京 100039）摘要：首先介绍了光刻技术的发展及其面临的挑战。随着纳米加工技 术

13、的发展，纳米结构器件必将成为未来集成电路的基础，而纳米光刻 技术是纳米结构制作的基础，基于表面等离子体的纳米光刻作为一种 新兴技术有望突破45 nm节点从而极大提高光刻的分辨力。介绍了表 面等离子体的特性，对表面等离子体（SPs ）在光刻中的应用作了回 顾和分析，指出在现有的利用表面等离子体进行纳米光刻的实验装置 中，或采用单层膜的超透镜（Superlens ）,或采用多层膜的Superlens , 但都面临着如何克服近场光刻这一难题；结合作者现有课题分析了表 面等离子体光刻的发展方向，认为结合多层膜的远场纳米光刻方法是 表面等离子体光刻的发展方向。关键词：表面等离子体；纳米光刻；近场光刻；倏

14、逝波；局域增强P720 -阳极氧化铝膜孔径的测量卢峻峰（1.长春理工大学，长春130022 ; 2中国兵器科学研究院，北京100089 ）摘要： 论述了一种对阳极氧化铝膜孔径进行测定和评估的方法。此方 法通过对已得的阳极氧化铝薄膜提取样本制备扫描电镜（ SEM ）图像 进行处理和分析，最终得到膜孔的尺寸结果。阳极氧化铝膜的膜孔尺 寸处在 nm 级别，对其测量误差的要求很高。而限于 SEM 的设备特 性和精度，通过 SEM 读取的原始阳极氧化铝膜的图像存在着大量噪 声（以椒盐噪声为主） 。鉴于此，首先对阳极氧化铝膜的原始 SEM 图 像进行多重滤波处理（中值滤波、各向异性扩散滤波以及阈值滤波）

15、， 得到具有膜孔结构信息的阈值图像。经过多重滤波的这一阈值图像仍 存在着很多污点，这些污点对阳极氧化铝膜膜孔尺寸的评估无任何意 义，于是继续将阈值图像进行去污处理，最后通过设计的“染色”算 法，实现了对膜孔尺寸的实际测量。 实验证明， 此方法的适用性较强。 关键词： 纳米膜；阳极氧化铝膜；孔径测量；扫描电镜；图像处理； 染色算法P724 各向异性腐蚀制备纳米硅尖石二磊a,崔岩a,b，夏劲松a,王立鼎a（大连理工大学 a. 微纳米技术及系统辽宁省重点实验室；b. 精密与特种加工教育部重点实验室，辽宁大连116023 ）摘要： 采用 KOH 溶液各向异性腐蚀单晶硅的方法制备高纵横比的纳 米硅尖，研

16、究了腐蚀溶液的浓度、添加剂异丙醇（IPA）对硅尖形状的影 响。设计了硅尖制作的工艺流程，制备了形状不同、纵横比值为 0.522.1 的硅尖，并结合晶面相交模型， 提出了硅尖晶面的判别方法， 讨论了实验中出现的 411和331 晶面族两种硅尖晶面类型，实验结 果和理论分析相一致。通过分析腐蚀溶液的质量分数和添加剂对 411 、 331 晶面族腐蚀速度的影响，得到了制备高纵横比纳米硅尖 的工艺参数。实验结果表明：当正方形掩模边缘沿<110> 晶向时，在78 C、质量分数40%的KOH溶液中腐蚀硅尖，再经980 C干氧氧 化 3 h 进行锐化削尖，可制备出纵横比大于 2 、曲率半径达纳米

17、量级 的硅尖阵列。关键词： 硅尖；各向异性；氧化削尖；晶面；掩模P729 Si 基体二维深通道微孔列阵刻蚀技术向嵘 1,2 ，王国政 1，陈立 1，高延军 1，王新 1，李野 1，端木庆铎 1，田景全 1摘要：Si材料二维深通道微孔列阵是新型二维通道电子倍增器的基 体，其可以采用感应耦合等离子体（ICP）刻蚀和光电化学（PEC）刻蚀等 半导体工艺技术实现。简述了 ICP工艺原理和实验方法，给出了微孔 直径610卩m、长径比约20、平均刻蚀速率约1.0卩m /min的实 验样品，指出了深通道内壁存在纵向条带不均匀分布现象、成因和解 决途径；重点论述了微孔深通道列阵PEC刻蚀原理和实验方法，在优化

18、的光电化学工艺参数下，得到了方孔边长3.0卩m、中心距为6.0 a m、深度约为160匕m的n型Si基二维深通道微孔列阵基体样品， 得出了辐照光强、Si基晶向与HF的质量分数是影响样品质量的结论， 指出了光电化学刻蚀工艺的优越性。关键词：硅基体；二维通道电子倍增器；微孔列阵；感应耦合等离子 体；光电化学刻蚀微电子器件与技术P734 温度控制装置中的InSb-ln磁敏电阻刘冰，黄钊洪，孔令涛（华南师范大学 信息光电子科技学院 光子信息技术重点实验室，广州510006）摘要：研究了 InSb-In共晶体薄膜磁敏电阻（MR）的温度特性，并把这 种磁敏电阻应用到温度控制领域，设计了一种基于In Sb- In磁敏电阻的温度控制器