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GaAs-GaN键合界面热应力的电子背散射衍射研究 被引量:4
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作者 田彦宝 吉元 +5 位作者 赵跃 吴迪 郭霞 沈光地 索红莉 周美玲 《人工晶体学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第5期1091-1096,1116,共7页
采用扫描电镜(SEM)和电子背散射衍射(EBSD)技术,观察和分析了GaAs和GaN晶片热压键合的界面热应力和晶片键合质量。利用EBSD测量了GaAs-GaN键合界面的菊池花样质量、晶格转动、晶格错配和位错密度等应力敏感参数。结果表明,晶片键合质量... 采用扫描电镜(SEM)和电子背散射衍射(EBSD)技术,观察和分析了GaAs和GaN晶片热压键合的界面热应力和晶片键合质量。利用EBSD测量了GaAs-GaN键合界面的菊池花样质量、晶格转动、晶格错配和位错密度等应力敏感参数。结果表明,晶片键合质量良好,键合界面中心区域的热应力小于边缘区域的热应力。GaN层和GaAs层中的应力影响范围,在中心区域分别约为100 nm和300 nm,在边缘区域分别约为100 nm和500 nm。EBSD显示的应力分布图与模拟应力场相似。模拟和计算表明,最大剥离应力和剪切应力分布在键合界面的边缘。剥离应力是导致晶片解键合的主要原因。 展开更多
关键词 GaAs-GaN 热应力 晶片键合 电子背散射衍射(EBSD)
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半导体结构中局域弹性应变场的电子背散射衍射分析 被引量:3
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作者 罗俊锋 王俊忠 +5 位作者 牛南辉 赵林林 张隐奇 郭霞 沈光地 吉元 《电子显微学报》 CAS CSCD 2006年第2期104-107,共4页
采用扫描电镜中的电子背散射衍射(Electron Backscattering Diffraction,EBSD)技术,对硼掺杂的可动悬空硅薄膜和用于激光二极管(LED)的蓝宝石衬底上异质外延生长GaN层中的弹性应变区进行了测量.将菊池图的图像质量(IQ)和Hough转... 采用扫描电镜中的电子背散射衍射(Electron Backscattering Diffraction,EBSD)技术,对硼掺杂的可动悬空硅薄膜和用于激光二极管(LED)的蓝宝石衬底上异质外延生长GaN层中的弹性应变区进行了测量.将菊池图的图像质量(IQ)和Hough转变强度,以及小角度晶界错配的统计数据作为应力敏感参数,研究了单晶材料系统中,微米~亚微米尺度的晶格畸变状态及局域弹性应变场.EBSD测试获得了硅薄膜窗口区域及LED的GaN外延层中的弹性应变分布. 展开更多
关键词 电子背散射衍射(EBSD) 弹性应变分布 硅薄膜 GAN外延层
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Al_xGa_(1-x)As选择性湿法氧化技术的研究 被引量:4
3
作者 黄静 郭霞 +6 位作者 渠红伟 廉鹏 董立闽 朱文军 杜金玉 邹德恕 沈光地 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2003年第6期647-650,共4页
详细研究了温度和Al组分与AlxGa1-xAs横向氧化速率的关系,通过分析氧化机制和实验得到的氧化宽度与时间的线性关系,指出在较短时间内的氧化为受AlxGa1-xAs材料与水汽反应速率限制的过程。运用优化的氧化条件,成功制备了氧化孔径为8μm... 详细研究了温度和Al组分与AlxGa1-xAs横向氧化速率的关系,通过分析氧化机制和实验得到的氧化宽度与时间的线性关系,指出在较短时间内的氧化为受AlxGa1-xAs材料与水汽反应速率限制的过程。运用优化的氧化条件,成功制备了氧化孔径为8μm的垂直腔面发射激光器,最大直流光输出功率为3.2mW,激射波长为978nm,工作电流为15mA。 展开更多
关键词 垂直腔面发射激光器 ALXGA1-XAS 氧化
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二维光子晶体对面发射激光器横模控制研究 被引量:4
4
作者 解意洋 徐晨 +5 位作者 阚强 王春霞 王宝强 刘英明 陈弘达 沈光地 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2010年第3期460-463,共4页
垂直腔面发射激光器的单模输出特性在光网络数据传输光互连、光存储和激光打印中有重要的应用。传统的氧化限制型垂直腔面发射半导体激光器由于串联电阻大、发热严重而很难工作在单模状态。二维光子晶体结构可以有效地控制垂直腔面发射... 垂直腔面发射激光器的单模输出特性在光网络数据传输光互连、光存储和激光打印中有重要的应用。传统的氧化限制型垂直腔面发射半导体激光器由于串联电阻大、发热严重而很难工作在单模状态。二维光子晶体结构可以有效地控制垂直腔面发射激光器的横向模式,使器件工作在单模状态下。从理论上系统研究了光子晶体垂直腔面发射半导体激光器的单模条件,成功设计了一组单模光子晶体垂直腔面发射半导体激光器,并通过常规工艺制作出功率0.6mW、边模抑制比大于30dB、阈值电流4mA、远场发散角8.4°、不受电流注入影响的单模光子晶体垂直腔面发射半导体激光器。实验证明:光子晶体可有效地进行横模控制。 展开更多
关键词 光子晶体 垂直腔面发射半导体激光器 单模
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键合技术在微机械Golay-cell红外探测器中的应用 被引量:2
5
作者 赵林林 徐晨 +2 位作者 赵慧 霍文晓 沈光地 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第8期936-939,共4页
介绍多种硅片键合技术及其在基于高莱盒(Golay-cell)原理的微机械红外探测器中的应用。对多种键合方法在该器件中的实验结果进行比较,确定了现阶段最优的键合方法,即采用局部电场屏蔽方法的阳极键合方法,键合成功率在90%以上,并初步实... 介绍多种硅片键合技术及其在基于高莱盒(Golay-cell)原理的微机械红外探测器中的应用。对多种键合方法在该器件中的实验结果进行比较,确定了现阶段最优的键合方法,即采用局部电场屏蔽方法的阳极键合方法,键合成功率在90%以上,并初步实现了器件的标准化制作。 展开更多
关键词 微电子机械系统 高菜盒 红外探测器 键合
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具有电流阻挡层的不同GaN基LED的光电特性(英文) 被引量:2
6
作者 郭伟玲 俞鑫 +2 位作者 刘建朋 樊星 白俊雪 《发光学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第7期918-923,共6页
研究对比了InGaN/GaN多量子阱发光二极管中p电极下的不同SiO2电流阻挡层的光电特性。6种样品被分为3组:普通表面、表面粗化、表面粗化+边墙腐蚀。每组都有两种结构,一种具有电流阻挡层,另一种没有电流阻挡层。每组中,具有电流阻挡层的LE... 研究对比了InGaN/GaN多量子阱发光二极管中p电极下的不同SiO2电流阻挡层的光电特性。6种样品被分为3组:普通表面、表面粗化、表面粗化+边墙腐蚀。每组都有两种结构,一种具有电流阻挡层,另一种没有电流阻挡层。每组中,具有电流阻挡层的LED在20 mA下的正向电压分别为3.156,3.282,3.284 V,略高于不含电流阻挡层的样品(Vf=3.105,3.205,3.210 V).但是,具有电流阻挡层的LED的光效和光功率要优于无电流阻挡层的器件,在20 mA下的光功率分别提高了10.20%、12.19%和11.49%。这些性能的提升都要归功于电流阻挡层良好的电流扩展效应,同时电流阻挡层还可以减小p电极下的寄生光吸收。 展开更多
关键词 LED 电流阻挡层 光功率 光效
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超薄膜腐蚀自停止技术的缺陷分析 被引量:1
7
作者 李晓波 徐晨 +2 位作者 戴天明 邓琛 沈光地 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2009年第3期410-413,432,共5页
作为气动红外探测器密封微电容检测腔的核心部件,要求敏感薄膜必须无孔,平整。浓硼硅腐蚀自停止技术制备超薄膜时,扩散前待扩硼区经常会存在各种表面微缺陷,导致扩硼后,再进行反向腐蚀形成的超薄膜会出现微腐蚀孔。利用小孔扩散模型和... 作为气动红外探测器密封微电容检测腔的核心部件,要求敏感薄膜必须无孔,平整。浓硼硅腐蚀自停止技术制备超薄膜时,扩散前待扩硼区经常会存在各种表面微缺陷,导致扩硼后,再进行反向腐蚀形成的超薄膜会出现微腐蚀孔。利用小孔扩散模型和流体力学中小孔的热壅塞理论详细计算了缺陷的结构尺寸对缺陷底端局部硼浓度的影响。当缺陷半径r0垲姨Dt,其底端的局部硼浓度会远远低于浓硼硅腐蚀自停止的临界浓度5×1019/cm3,从而在下一步的反向腐蚀出膜过程中,表面有缺陷的扩硼区出现微腐蚀孔的几率大大增加。最后,针对膜区域出现的微腐蚀孔,提出了几种解决方案。 展开更多
关键词 浓硼重掺杂硅薄膜 气动红外探测器 钻蚀缺陷 小孔扩散模型 微腐蚀孔
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ME MS技术用于红外器件制作 被引量:1
8
作者 李兰 刘铮 +1 位作者 邹德恕 沈光地 《激光与红外》 CAS CSCD 北大核心 2003年第3期212-214,共3页
MEMS技术是一项新兴的微细加工技术,已开始在各领域有了广泛应用。它可将信息获取、处理和执行等功能集成为一体化的微电子机械系统(MEMS)或微光电子机械系统(MOEMS),具有微小、智能、可执行、可集成、工艺兼容性好、成本低等特点,因此... MEMS技术是一项新兴的微细加工技术,已开始在各领域有了广泛应用。它可将信息获取、处理和执行等功能集成为一体化的微电子机械系统(MEMS)或微光电子机械系统(MOEMS),具有微小、智能、可执行、可集成、工艺兼容性好、成本低等特点,因此也开始被红外技术领域所采用,为该领域研究提供了一条新途径。文中简要介绍了MEMS技术的主要特点和工艺,并对MEMS技术在红外器件研制方面的应用作了详细叙述。 展开更多
关键词 MEMS MOEMS 红外器件 IR光源 微细加工技术 微电子机械系统 焦平面阵列
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金属有机化合物汽相淀积技术制备布拉格反射镜确定外延厚度的方法 被引量:1
9
作者 盖红星 陈建新 +5 位作者 邓军 廉鹏 俞波 李建军 韩军 沈光地 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第1期54-57,共4页
外延膜层厚度的精确性对垂直腔面发射激光器(VCSEL)是十分重要的。应用传输矩阵方法分析了厚度偏差对半导体布拉格反射镜(DBR)反射谱的影响,并利用这种影响提出了一种金属有机化合物汽相淀积(MOCVD)制备布拉格反射镜精确确定外延厚度的... 外延膜层厚度的精确性对垂直腔面发射激光器(VCSEL)是十分重要的。应用传输矩阵方法分析了厚度偏差对半导体布拉格反射镜(DBR)反射谱的影响,并利用这种影响提出了一种金属有机化合物汽相淀积(MOCVD)制备布拉格反射镜精确确定外延厚度的方法。据此,应用MOCVD生长了980 nmVCSEL外延片,其反射谱中心波长为982 nm。结果表明,应用这种方法能够实现材料厚度、MOCVD系统生长参数的定标以及为VCSEL的材料生长提供可靠的依据。 展开更多
关键词 金属有机化合物汽相淀积 布拉格反射镜 反射谱 膜厚测定
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新型GaAs/GaAlAs非对称量子阱红外光电导探测器
10
作者 史衍丽 邓军 +2 位作者 杜金玉 沈光地 尹洁 《红外与毫米波学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2000年第4期269-272,共4页
提出一种新型 Ga As/ Ga Al As子带间光吸收的红外光电导探测机理 ,利用 MOCVD系统进行器件材料的生长 ,研制了 2 0 0μm× 2 0 0μm的台面形式单管 ,测到了明显的红外光电流信号及阱间共振遂穿效应造成的负阻震荡现象 ,对器件的性... 提出一种新型 Ga As/ Ga Al As子带间光吸收的红外光电导探测机理 ,利用 MOCVD系统进行器件材料的生长 ,研制了 2 0 0μm× 2 0 0μm的台面形式单管 ,测到了明显的红外光电流信号及阱间共振遂穿效应造成的负阻震荡现象 ,对器件的性能测试结果表明 ,器件的光电流响应和信噪比随着阱数增加而增加 ,器件噪声比常规 Ga As/ Ga Al 展开更多
关键词 GAALAS 非对称量子阱 红外探测器 砷化镓
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一种新型键合工艺的理论和实验研究 被引量:2
11
作者 杨道红 徐晨 +7 位作者 董典红 李兰 吴畯苗 张剑铭 阳启明 金文贤 邹德恕 沈光地 《北京工业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2004年第4期423-426,共4页
为了实现在较低超净环境下的硅/硅直接键合,提出了在乙醇的环境中进行硅/硅键合的方法,并建立了合理的物理模型,在常温、常压和低于10万级超净环境下,用普通的国产硅片进行了无水乙醇环境下的硅/硅直接键合实验.键合后进行了拉力强... 为了实现在较低超净环境下的硅/硅直接键合,提出了在乙醇的环境中进行硅/硅键合的方法,并建立了合理的物理模型,在常温、常压和低于10万级超净环境下,用普通的国产硅片进行了无水乙醇环境下的硅/硅直接键合实验.键合后进行了拉力强度测试和SEM观测,发现界面没有孔洞,说明键合质量达到了要求.拉力测试结果表明,其键合强度达到了10MPa,初步验证了该方法的可行性. 展开更多
关键词 微电子机械系统 硅/硅直接键合 乙醇
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基于亚波长光栅的VCSEL偏振控制研究 被引量:6
12
作者 江孝伟 关宝璐 《发光学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第6期729-734,共6页
为了确定亚波长光栅在微电机械系统(MEMS)波长可调谐VCSEL不同位置(上DBR上表面、上DBR下表面以及内腔)中实现TE和TM偏振控制的光栅参数范围以及光栅在哪个位置时实现偏振控制最稳定,通过MATLAB建立MEMS波长可调VCSEL的模型,然后计算光... 为了确定亚波长光栅在微电机械系统(MEMS)波长可调谐VCSEL不同位置(上DBR上表面、上DBR下表面以及内腔)中实现TE和TM偏振控制的光栅参数范围以及光栅在哪个位置时实现偏振控制最稳定,通过MATLAB建立MEMS波长可调VCSEL的模型,然后计算光栅在3种位置时上反射镜(包括空气隙和光栅)随光栅参数变化的反射率,以此来确定它们实现TE/TM稳定偏振的光栅参数范围(即高反射范围内的参数)。将各自的高反射所对应反射率减去相同光栅参数范围内TM/TE低反射对应的反射率,通过反射率差值确定光栅在哪种位置时MEMS波长可调谐VCSEL实现偏振是最稳定的。最后得出的结论是光栅在上DBR下表面几乎无法控制TM偏振,而将光栅放置于内腔中,无论是在TE偏振控制上还是TM偏振上都是最稳定的。在实现TE偏振稳定的参数范围内,TE的阈值增益比TM最小少10 cm^(-1);而在实现TM偏振稳定时,在TE偏振稳定的参数范围内,TE的阈值增益比TM最小少5 cm^(-1)。 展开更多
关键词 MEMS波长可调谐VCSEL 偏振稳定 亚波长光栅 MATLAB建模
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键合技术的研究进展及应用
13
作者 王慧 沈光地 +1 位作者 高国 梁庭 《半导体技术》 CAS CSCD 北大核心 2005年第7期6-10,共5页
晶片直接键合技术是材料集成的一项新工艺,是近年来集成光电子领域的研究热点之一。利用键合技术可以集成晶格或晶向失配的材料,制造传统外延生长技术不能制造的结构和器件。概括介绍了近年来Ⅲ-Ⅴ族化合物半导体材料键合技术的最新研... 晶片直接键合技术是材料集成的一项新工艺,是近年来集成光电子领域的研究热点之一。利用键合技术可以集成晶格或晶向失配的材料,制造传统外延生长技术不能制造的结构和器件。概括介绍了近年来Ⅲ-Ⅴ族化合物半导体材料键合技术的最新研究进展及其在光电子器件和集成领域的应用。 展开更多
关键词 晶片直接键合 Ⅲ-Ⅴ族化合物 氮化镓 光电子集成
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基于MEMS技术的气动式红外探测器的计算机模拟
14
作者 吴峻苗 邹德恕 +1 位作者 徐晨 沈光地 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第z1期416-417,419,共3页
提出了一种可工作于室温环境下、基于MEMS技术的气动式红外探测器,它由束缚于微型腔体内、对特定波段的红外辐射具有吸收作用的气体介质构成。通过气体介质热膨胀引起的弹性薄膜形变,可获得包含红外辐射源信息的信号。建立了符合器件工... 提出了一种可工作于室温环境下、基于MEMS技术的气动式红外探测器,它由束缚于微型腔体内、对特定波段的红外辐射具有吸收作用的气体介质构成。通过气体介质热膨胀引起的弹性薄膜形变,可获得包含红外辐射源信息的信号。建立了符合器件工作机制的物理模型,并通过有限元模型和流体-热-结构耦合模拟获得了微型腔体内气体介质的温度、速度场分布以及弹性薄膜的形变。 展开更多
关键词 微机械 气动式红外探测器 流体-热-结构耦合
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大功率发光二极管可靠性和寿命评价试验方法 被引量:29
15
作者 贺卫利 郭伟玲 +4 位作者 高伟 史辰 陈曦 吴娟 陈建新 《应用光学》 CAS CSCD 2008年第4期533-536,561,共5页
介绍了发光二极管(LED)的发展简史。提出可能影响LED可靠性的几种因素,主要有封装中的散热问题和LED本身材料缺陷。对于LED可靠性,主要方法是通过测试其寿命来分析其可靠性,一般采取加速实验的方法来测试推导LED寿命。介绍了根据加速应... 介绍了发光二极管(LED)的发展简史。提出可能影响LED可靠性的几种因素,主要有封装中的散热问题和LED本身材料缺陷。对于LED可靠性,主要方法是通过测试其寿命来分析其可靠性,一般采取加速实验的方法来测试推导LED寿命。介绍了根据加速应力(主要分为单一加速应力和复合加速应力2种)评价LED寿命的测试方法。在不同加速试验应力条件下测试了大功率LED可靠性,并建立了LED寿命的几种数学模型。最后根据具体实例,通过选择加速应力和试验方法,给出具体推导LED寿命的数学公式。 展开更多
关键词 发光二极管 寿命评价试验方法 加速应力 数学模型
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电流拥挤效应对GaN基发光二极管可靠性的影响 被引量:8
16
作者 艾伟伟 郭霞 +4 位作者 刘斌 董立闽 刘莹 宋颖娉 沈光地 《激光与红外》 CAS CSCD 北大核心 2006年第6期491-494,503,共5页
文中报道了绝缘蓝宝石衬底上的GaN基发光二极管(LEDs)中,由于横向电阻的存在造成了靠近n型电极台面边缘局部区域电流拥挤,为此从焦耳热和金属电迁移两方面研究了电流拥挤效应对器件可靠性的影响,加速寿命实验结果表明:电流均匀扩展可以... 文中报道了绝缘蓝宝石衬底上的GaN基发光二极管(LEDs)中,由于横向电阻的存在造成了靠近n型电极台面边缘局部区域电流拥挤,为此从焦耳热和金属电迁移两方面研究了电流拥挤效应对器件可靠性的影响,加速寿命实验结果表明:电流均匀扩展可以使可靠性得到有效改善。 展开更多
关键词 GAN 发光二极管 可靠性 电流拥挤
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GaN基发光二极管的可靠性研究进展 被引量:10
17
作者 艾伟伟 郭霞 +3 位作者 刘斌 宋颖娉 刘莹 沈光地 《半导体技术》 CAS CSCD 北大核心 2006年第3期161-165,共5页
高效高亮度GaN基发光二极管(LED)在图像显示、信号指示、照明以及基础研究等方面有着极为广阔的应用前景,器件的可靠性是实现其广泛应用的保证。本文从封装材料退化、金属的电迁移、p型欧姆接触退化、深能级与非辐射复合中心增加等方面... 高效高亮度GaN基发光二极管(LED)在图像显示、信号指示、照明以及基础研究等方面有着极为广阔的应用前景,器件的可靠性是实现其广泛应用的保证。本文从封装材料退化、金属的电迁移、p型欧姆接触退化、深能级与非辐射复合中心增加等方面介绍了GaN基LED的退化机理以及提高器件可靠性的措施,并对GaN基LED的应用前景进行了展望。 展开更多
关键词 氮化镓 发光二极管 退化机理 可靠性
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蓝宝石基LED外延片背减薄与抛光工艺研究 被引量:9
18
作者 李冰 郭霞 +3 位作者 刘莹 李秉臣 王东凤 沈光地 《半导体技术》 CAS CSCD 北大核心 2005年第9期57-60,共4页
研究了蓝宝石基LED外延片背减薄过程中去除速率和表面粗糙度与研磨转速和研磨压力的关系,比较了不同的磨料颗粒度对去除速率和表面粗糙度的影响,并研究了抛光过程中表面粗糙度随时间的变化规律,为背减薄与抛光工艺的优化提供了依据。
关键词 蓝宝石 发光二极管 背减薄 研磨 抛光
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垂直腔面发射激光器温度特性的研究 被引量:7
19
作者 渠红伟 郭霞 +4 位作者 董立闽 邓军 达小丽 徐遵图 沈光地 《激光与红外》 CAS CSCD 北大核心 2005年第2期83-86,共4页
借助于SV-32低温恒温器及LD2002C5 VCSEL测试系统,对内腔接触式氧化物限制型垂直腔面发射激光器进行了变温实验研究,测得在-10℃~70℃温度范围内,器件输出光功率、电压、斜率效率、发射波长和阈值电流随温度变化的实验曲线,并结合不同... 借助于SV-32低温恒温器及LD2002C5 VCSEL测试系统,对内腔接触式氧化物限制型垂直腔面发射激光器进行了变温实验研究,测得在-10℃~70℃温度范围内,器件输出光功率、电压、斜率效率、发射波长和阈值电流随温度变化的实验曲线,并结合不同温度下VCSEL反射谱和增益谱的模拟结果,对实验曲线进行了很好的分析和解释.估算了连续工作状态下研制的InGaAs/GaAs垂直腔面发射激光器内部温升值,而且还得到了现有工艺条件下满足最低室温工作阈值的谐振腔谐振波长与增益谱峰值波长. 展开更多
关键词 垂直腔面发射激光器 增益谱 谐振腔 反射谱 温度
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InAs/GaSb二类超晶格红外探测材料的ICP刻蚀 被引量:6
20
作者 陈永远 邓军 +2 位作者 史衍丽 苗霈 杨利鹏 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2013年第2期433-437,共5页
分别采用Cl2/Ar和SiCl4/Ar作为刻蚀气体对InAs/GaSb二类超晶格红外探测材料进行ICP(Inductively Couple Plasma)刻蚀。结果表明,两种刻蚀气体的刻蚀深度与刻蚀时间都呈线性关系;在2 mTorr气压下,RF功率为50 W,SiCl4流量为3 sccm,Ar为9 s... 分别采用Cl2/Ar和SiCl4/Ar作为刻蚀气体对InAs/GaSb二类超晶格红外探测材料进行ICP(Inductively Couple Plasma)刻蚀。结果表明,两种刻蚀气体的刻蚀深度与刻蚀时间都呈线性关系;在2 mTorr气压下,RF功率为50 W,SiCl4流量为3 sccm,Ar为9 sccm时,刻蚀速率为100 nm/min,且与材料的掺杂浓度无关。实验还表明,SiCl4/Ar作为刻蚀气体时,Ar流量在很大范围内对刻蚀速率没用明显影响,但Ar的流量越大,刻蚀的均匀性越好;用Cl2/Ar作为刻蚀气体时,刻蚀速率也是100 nm/min,但Ar流量对刻蚀速率有影响:当Ar流量小于3 sccm时,刻蚀速率随Ar流量的减小而明显降低。 展开更多
关键词 ICP刻蚀 InAs GASB 二类超晶格 SiCl4 AR CL2 AR
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