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《感应耦合等离子体刻蚀inpingaasp二维光子晶体结构的研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。
1、第(’卷第#期#$$)年#月物理学报7P46(’，OP6#，QARDS0DT，#$$)!$$$;&#J$.#$$).(（’$#）.$J));$(13L1-8MN+31N+O+31"#$$)3?=,6-?T26NPF6!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!感应耦合等离子体刻蚀!"#$!"%&’(#二维光子晶体结构的研究!）!）"!）#）!）马小涛郑婉华任刚樊中朝陈良惠!）（纳米光电子实验室，中国科学院半导体研究所，北京!$$$%&）#）（半导体集成技术工程研究中心，中国科学院
2、半导体研究所，北京!$$$%&）（#$$’年(月&!日收到；#$$’年)月*日收到修改稿）为实现基于+,-.+,/012-材料的二维光子晶体结构低损伤、高各向异性的干法刻蚀，研究了对+,-材料基于34#.534&气体的感应耦合等离子体刻蚀6从等离子体轰击使衬底升温的角度分析了刻蚀机理，发现离子轰击加热引起的侧蚀与物理溅射在侧壁再沉积之间处于平衡时可以得到高各向异性刻蚀，平衡点将随+3-功率增高而向偏压减小方向移动，从而在近#$&7偏压下得到陡直的侧壁6在优化气体组分后，成功实现了光子晶体结构高各向异性的低偏压刻蚀6关键词：光子晶体，+,-.+,/012-，感应
3、耦合等离子体，34#.534&，低偏压刻蚀#’))：(#*$8，(#)(，*#)$9在科研和生产中受到重视6本文报道了采用!G引言34#.534&组合气体在略高于常温条件下对+,-.+,/012-材料的感应耦合等离子刻蚀，实现了纳米［!］近年来，光子晶体因其对光子有很强的控制结构下周期分布的光子晶体结构6采用34基气体作用而日益激起人们的研究兴趣6其中，具有周期刻蚀+,-器件避免了38基气体刻蚀中容易在表面*排列的空气孔结构的二维光子晶体薄板备受关注，［*］［(］形成氧化物或聚合物沉淀的问题，但是+,-材因为这种结构容易通过电子束曝光和干法刻蚀工艺料与34基等
4、离子体反应时生成难挥发的+,34，在!在半导体材料上得到，同时，通过调节空气孔结构能低温度下阻止化学反应的进行，因而在低温刻蚀时［#］［&］实现薄板型光无源和有源器件的集成，为光子［’］通常采用1D的比例超过%$H的34基组合气体，集成提供了潜在的发展空间6+,-是非常重要的半通过增强物理轰击达到溅射去除+,34的效果6!导体材料，有很高的电子迁移率，它的四元化合物II［)，%］+,/012-的禁带对应于!G&—!G((!<的通讯波段，534&的离化产物含有大量的534&和534#，质量I并且有相对低的表面复合率，在光子晶体有源器件大于1D，能够以更低的离子能
5、量达到相同溅射产［J］中得到广泛应用6在基于+,-.+,/012-材料的光子额，有助于实现低损伤的刻蚀6而且34基气体中［!$，!!］晶体有源器件中，空气孔直径通常在#$$—*$$,<加入534&后可以有效去除等离子体中的K，改之间，孔间距在($$,<左右，为减少光子散射损耗，善表面形貌6实现光子晶体结构的关键是高各向异要求侧壁陡直，而为了减轻刻蚀对有源层的损伤，还性的刻蚀，因此在文中着重讨论了+,-材料刻蚀时要求离子能量尽可能低，这些要求使得+,-.+,/012-等离子体能量和等离子体通量的改变对样品形貌的光子晶体结构刻蚀一直是工艺中的难点6影响6离子轰击加
6、热与物理溅射再沉积是决定侧壁感应耦合等离子体（+3-）刻蚀技术可以在低压陡直度的主要因素，可以通过降低等离子体能量和下以低功率获得高密度的等离子体，能够独立地调提高等离子体通量来达到平衡，从而在低偏压下实节等离子体的密度和能量，并且有相对简单的结构，现了光子晶体结构高各向异性的刻蚀6"通讯联系人6:;<0=4：>?@?A,BCDAE62A<=60F6F,LJN物理学报;<卷电路产生对衬底电极的偏压，可以增强等离子体的定!"#$%系统及实验设置向运动7在这套系统中，我们可控制的参数有衬底电极温度、气体的流量及组份、腔室内的压力、电感耦合#&%材料的刻蚀在’()*
7、+,%-./0.12/340566#$%刻89源功率和偏压89源功率，下面我们将电感耦合蚀设备上实现，图5是该#$%的结构示意图7#$%系89源功率和偏压89源功率分别简称为#$%功率和统有两套独立的射频（89）源，都工作在5:";<=>?，一89功率7在实验中衬底电极温度保持在<6@，这接套89源驱动缠绕在腔室外面的线圈，通过电感耦合近可调节的最高温度7腔室压力保持在6";::%.7偏作用在腔室内生成等离子体，另一套89源通过匹配压通过#$%系统中的电子探针测得7图5#$%刻蚀系统原理实验用样品为利用金属有机物化学气相沉积关系7（=’$AB）生长的多层#&C
8、.D/%量子阱结构，然后通实验中#$%
