激光誘導(dǎo)液相腐蝕新方法-電極腐蝕法.電極腐蝕法是指進(jìn)行激光化學(xué)液相腐蝕時(shí),在腐蝕溶液中添加電極,以吸引反應(yīng)中間離子脫離基片表面,實(shí)現(xiàn)腐蝕的持續(xù)穩(wěn)定進(jìn)行.理論分析和實(shí)驗(yàn)結(jié)果都表明,電極腐蝕法可以有效地加快激光腐蝕的進(jìn)程;吸附在基片表面的離子在電極作用下,快速遷移出基片表面,保證了基片表面腐蝕溶液構(gòu)成的穩(wěn)定,進(jìn)而得到更加均勻的腐蝕表面;利用電流隨腐蝕速率變化而變化的特點(diǎn),使腐蝕速率和深度的直接監(jiān)控轉(zhuǎn)變?yōu)閷?duì)腐蝕電流的間接控制,簡(jiǎn)化腐蝕控制方法.基于以上優(yōu)點(diǎn),電極腐蝕法可以克服現(xiàn)有激光腐蝕方法的諸多弊端,改善激光腐蝕性能,在特殊結(jié)構(gòu)光電器件的制作和半導(dǎo)體的微細(xì)加工中具有廣闊的應(yīng)用半導(dǎo)體的激光誘導(dǎo)液相腐蝕與普通化學(xué)腐蝕相比,可以有效地消除晶體取向影響,制作出更加多樣化的腐蝕圖形;與激光誘導(dǎo)氣相腐蝕相比,其工藝條件更加容易實(shí)現(xiàn),操作更加簡(jiǎn)單;與干法離子刻蝕相比,對(duì)基片無離子損傷,過度腐蝕容易控制,成本低。正因如此,激光腐蝕技術(shù)逐漸成為國(guó)內(nèi)外學(xué)者研究的熱點(diǎn)之一。

   因影響半導(dǎo)體激光誘導(dǎo)液相腐蝕效果的因素很多,要得到理想的腐蝕圖樣以及監(jiān)控腐蝕進(jìn)程有著很大的技術(shù)難度,至今沒有得到有效解決。本文的工作就是圍繞半導(dǎo)體GaAs基片的激光化學(xué)誘導(dǎo)液相腐蝕技術(shù)開展的,

   主要的研究結(jié)果和創(chuàng)新之處如下:

   1)提出了激光誘導(dǎo)液相抗蝕膜掩蔽法和電極腐蝕法抗蝕膜掩蔽法是指在基片表面不需要腐蝕的區(qū)域用抗蝕膜覆蓋,激光照射在無抗蝕膜區(qū)域,對(duì)基片進(jìn)行腐蝕。電極腐蝕法是指在激光腐蝕的過程中,通過外加電壓在溶液中形成腐蝕電流,促使中間離子產(chǎn)物脫離基片表面,使腐蝕持續(xù)穩(wěn)定進(jìn)行。理論分析和實(shí)驗(yàn)結(jié)果都表明,以上兩種方法均可以在簡(jiǎn)化工藝條件的基礎(chǔ)上得到更好的腐蝕效果,有效地縮短激光腐蝕時(shí)間,得到更加均勻的腐蝕表面。

   2)提出了激光化學(xué)誘導(dǎo)液相次序選擇腐蝕法該方法適用于腐蝕液為混合溶劑的情況,例如,H2SO4-H2O2對(duì)GaAs基片進(jìn)行腐蝕時(shí),先采用H2O2對(duì)基片進(jìn)行氧化腐蝕處理,再利用H2SO4進(jìn)行激光化學(xué)腐蝕。理論分析和實(shí)驗(yàn)結(jié)果都表明,次序選擇腐蝕法可以有效地提高腐蝕表面的均勻性;因先對(duì)基片進(jìn)行化學(xué)腐蝕處理,大大縮短了激光化學(xué)腐蝕的時(shí)間;使溶劑先后分別作用于基片,可以提高激光化學(xué)腐蝕溶劑配比的精度容差,使激光化學(xué)腐蝕控制和分析更加簡(jiǎn)單。

    3)提出了利用溶液腐蝕電流對(duì)激光化學(xué)腐蝕進(jìn)程進(jìn)行監(jiān)測(cè)研究了試劑本身及其對(duì)半導(dǎo)體材料的腐蝕在激光環(huán)境中的回路電流變化,腐蝕表面均勻性和腐蝕電流變化速率的內(nèi)在關(guān)系,腐蝕液濃度改變引起的腐蝕電流變化規(guī)律,以及電極距離改變時(shí)腐蝕電流變化的特點(diǎn)。

    4)提出了利用紅外熱圖像實(shí)現(xiàn)對(duì)半導(dǎo)體激光化學(xué)腐蝕進(jìn)程的實(shí)時(shí)監(jiān)控利用紅外熱像儀對(duì)腐蝕進(jìn)程進(jìn)行圖像采集,提取溫度灰度值作為表征參數(shù),有效地描述了溶劑自身溫度分布的變化、基片表面的溫度分布、表面腐蝕的不均。

   激光在化學(xué)中的應(yīng)用舉不勝舉，以上只是激光在化學(xué)中的一些成功的應(yīng)用，激光在化學(xué)上應(yīng)用面極為廣泛，并已產(chǎn)生了巨大的經(jīng)濟(jì)效益。借助于一步或多步選擇性激發(fā)可誘發(fā)各種光化學(xué)過程，包括使激發(fā)分子產(chǎn)生化學(xué)成分變化，光致聚合，光致化學(xué)鍵斷裂、光致離解，光致同分異構(gòu)化等。這些實(shí)驗(yàn)研究成果已在化學(xué)轉(zhuǎn)換，藥品制造，化學(xué)樣品提純等方面顯示出巨大的應(yīng)用前景。人們還借助于對(duì)激光光譜分析迅速而靈敏這一特征來控制化學(xué)反應(yīng)，使化學(xué)反應(yīng)的方向向人們所期望的方向進(jìn)行。激光化學(xué)所帶來的經(jīng)濟(jì)效益也是相當(dāng)可觀的的，我相信我國(guó)科研還會(huì)在這方面下更多的的研究去開發(fā)挖掘新型創(chuàng)作，而且會(huì)取得更多的效益

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