1 中国科学院微电子研究所微电子仪器设备研发中心，北京 100029
2 中国科学院大学微电子学院，北京 100049
3 长春理工大学国家纳米测量与制造技术中心，吉林 长春 130022
硅是半导体领域使用最广泛的材料，近几年随着制程工艺的发展，传统的机械划片方法已经无法满足更高的加工质量要求。现有激光开槽与金刚石刀结合的划片工艺，多采用纳秒多光束的激光加工方式。介绍了能量呈平顶分布的飞秒激光开槽硅晶圆技术的双温数值仿真模型与实验，使用波长为517 nm的飞秒激光，基于有限元模型分析了飞秒脉冲加热硅表面的能量沉积过程和热场的演化过程，研究了激光功率、光斑间隔和能量分布等激光加工参数对工艺效果的影响。最后通过实验，实现了硅晶圆表面槽宽可控、槽底均匀、槽侧壁陡直的开槽工艺。实验结果表明，平顶飞秒激光划槽工艺在未来硅晶圆划片及微结构制备中具有很大的工程应用潜力。
激光技术 飞秒激光 双温模型 光束整形 激光烧蚀 晶圆划片 中国激光
2023, 50(20): 2002202
1 中国科学院,长春光学精密机械与物理研究所,光学技术研究中心,吉林,长春,130033
2 中国科学院,研究生院,北京,100039
应用低压反应离子镀(RLVIP)技术在Ge基底上沉积了Get1-xCx薄膜.制备过程中,低压等离子源作为辅助等离子源,Ge作为蒸发材料,CH4作为反应气体,在相同的沉积条件下以不同的沉积速率制备了C含量(x)从0.23到0.78的Ge1-xCx薄膜.X射线衍射测试表明制备的Ge1-xCx薄膜为无定形结构.用X射线光电子能谱研究了不同C含量下Ce1-xCx薄膜中C的化学键合变化.研究结果表明;当x>0.78时,成键为C-H键;当x为0.53～0.62时,成键为C-C键;当x<0.47时,成键为Ge-C键.
Ge1-xCx薄膜 低压反应离子镀 X射线光电子能谱 离子辅助沉积
1 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所,吉林,长春,130033
2 中国科学院,研究生院,北京,100039
介绍了一种利用霍尔型离子源辅助电子束蒸发,在反应烧结碳化硅(RB-SiC)材料上制备硅改性薄膜的方法,研究了不同沉积速率下薄膜改性后的抛光效果.对样品进行了表面散射及反射的测量.通过样品的显微照片可知,硅膜层在沉积速率增大的条件下结构趋于疏松.在精细抛光镀制有硅改性薄膜的反应烧结碳化硅样品后,表面散射系数减小到1.46%,反射率接近抛光良好的微晶玻璃.温度冲击实验和表面拉力实验表明:硅膜无龟裂和脱落,性质稳定,与碳化硅基底结合良好.
反应烧结碳化硅 表面改性 离子辅助沉积 霍尔源 表面散射系数
中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 光学技术研究中心，长春 130033
用低压反应离子镀(RLVIP)的方法在Ge基底上制备了Ge1－xCx单层非均匀增透薄膜。随着沉积速率在0．05～0．4nm／s之间的变化，其折射率在2．31～3．42之间可变。实验结果表明，镀制的Ge1－xCx单层非均匀增透保护薄膜均为无定形结构，并实现了从2000～8000nm的宽波段增透。当沉积速率为0．1nm／s时，单面平均透过率从68．6%提高到了80．9%，比单面未镀膜时提高了17．9%。通过对薄膜的稳定性和牢固度进行测试表明，制备的Ge1－xCx单层非均匀增透薄膜具有良好的性能。
低压反应离子镀(RLVIP) 增透膜 非均匀膜 Ge1－xCx Ge1-xCx RLVIP antireflection coating inhomogeneous coating
中国科学院长春光学精密机械与物理研究所,光学技术研究中心,长春,130033
应用电子枪蒸发纯Ge,考夫曼离子源辅助的方法在Ge基底上沉积了Ge1-xCx薄膜.制备过程中,Ge作为蒸发材料,CH4作为反应气体.通过改变CH4/(CH4+Ar)的气体流量比(G),制备了G从40%到85%的Ge1-xCx薄膜.应用X射线衍射仪(XRD)测量了Ge1-xCx薄膜的晶体结构,使用傅里叶红外光谱仪(FTIR)测量了2～22 μm的光学透过率,X射线光电子能谱测试(XPS)计算得到C的含量随G的变化关系,用纳米压痕硬度测试计测量了Ge1-xCx薄膜的硬度,原子力显微镜(AFM)测量了G为60%,85%时Ge1-xCx薄膜的表面粗糙度.测试结果表明:制备的Ge1-xCx薄膜在不同的G值下均为无定形结构.折射率随着G值的增加而减小,在3.14～3.89之间可变,并具有良好的均匀性以及极高的硬度.
Ge1-xCx薄膜 电子枪蒸发 离子辅助沉积(IAD) 考夫曼离子源
1 大连理工大学物理系，大连 116024
2 辽宁师范大学物理系，大连 116029
3 大连理工大学材料科学与工程学院，大连 116024
将中频磁控溅射方法沉积制备的镱铒共掺A12O3薄膜刻蚀成矩形截面、直线通道的光波导放大器．测量了净增益与抽运功率的关系，结果表明：净增益随抽运功率近似线性增加，阈值抽运功率为18mW；抽运功率为68mW时，长2．24cm的光波导放大器净增益为8．44dB．数值模拟结果显示，相同抽运功率下的净增益为10．6dB．
镱铒共掺光波导放大器 薄膜制备 净增益 数值模拟 Yb∶Er co-doped waveguide amplifier Fabrication of film Net gain Numerical simulation
1 大连理工大学 物理系，辽宁 大连 116024
2 辽宁师范大学 物理系，大连 116024
对自制的掺铒、镱铒共掺硅酸盐玻璃1．54 μm荧光寿命进行了测量。实验结果表明：荧光衰减曲线是一条单指数曲线，与理论分析相一致，荧光寿命数量级为ms量级；在所考虑的泵浦功率范围内，两种样品的荧光寿命基本不随功率的变化而变化；荧光寿命随着样品掺铒浓度的增加呈现减小趋势，而在掺铒浓度一定的情况下随掺镱浓度的变化不明显，主要由于受激发的铒离子把能量通过间接耦合给了猝灭中心。
掺铒、镱铒共掺硅酸盐玻璃 荧光寿命 掺铒浓度 泵浦功率 Er-and Yb/Er-doped silicate glasses fluorescence lifetime concentration of Er pump power
1 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所光学技术研究中心,吉林,长春,130033
2 海军驻长春地区航空军代表室,吉林,长春,130033
应用低压反应离子镀的薄膜制备方法在Ge基底上沉积了Ge1-xCx薄膜,随着沉积速度在0.1nm/s～0.9nm/s之间变化,Ge1-xCx薄膜的硬度在2.12 GPa～11.066 GPa之间可变,当沉积速率为0.9nm/s时,Ge1-xCx薄膜最大硬度为11.066 GPa.XRD测试结果表明,沉积的Ge1-xCx薄膜均为无定形结构.对薄膜稳定性和牢固度的测试表明,制备的Ge1-xCx薄膜在具有较高的硬度的同时,也有良好的性能.
硬度 低压反应离子镀(RLVIP) Ge1-xCx
1 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所光学技术研究中心,吉林,长春,130033
2 海军驻长春地区航空军代表室,吉林,长春,130033
介绍了时域有限差分法的基本原理,并对一维光子晶体薄膜中传播的电磁场作了模拟和分析.通过对光子晶体透射谱的研究,讨论了不同周期数和不同介电常数比对光子晶体带隙的影响,最后通过在周期介质层状结构中引入缺陷层构造了光子缺陷态.
时域有限差分法 光子晶体 光学禁带 缺陷态
