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P703Si(111)衬底上 GaN 外延材料的应力分析MEMS 器件与技术P706Su-8 胶-金属复合材料电热微驱动器P712Ka 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P729Si 基体二维深通道微孔列阵刻
2、蚀技术微电子器件与技术P734温度控制装置中的 InSb-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究。重点阐述了如何利用电子束直写技术
3、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采取的措施；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，石家庄 050051）摘要：采用 n 型掺杂的 AlGaAs/GaAs 和 AlGa
4、As/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 m ，宽度 2 m ；对制作的 500 m500 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/cm2；-3 V 偏压、80 K 温度下 MWIR 和 LWIR QWIP 的响应光谱峰值波长分别为 5
5、.2、7.8 m ；在 2 V 偏压、65 K 温度下, LWIR 和 MWIR QWIP 的峰值探测率分别为 1.41011、6 1010 cmHz1/2/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
6、 的关系。结果表明：零栅压下，n S 在随 PS（059 C/cm 2）变化时有 46 个数量级的提高或降低；当 Vg=0.65 V、P S 为-2626 C/cm 2 时，n S 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
7、，都有为(南京大学 南京微结构国家实验室，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 0.10Zn0.90O、Ni 0.10Li0.05Zn0.85O 和 Ni0.10Li0.10Zn0.80O） 。X 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
8、膜中 Ni离子为+2 价，取代 Zn 离子的位置。掺杂的 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 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P703Si(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 A
9、lN 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
10、谱；应力； Si 衬底MEMS 器件与技术P706Su-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 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 m 增大至 13.9 m，这一结果与传统多晶硅材料弯曲梁式
11、微驱动器的驱动位移 5 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P712Ka 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
12、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
13、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
14、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；倏逝波；局域增强P720阳极氧化铝膜孔径的测量卢峻峰(中国科学院 理化技术研究所, 北京 100190)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
15、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），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
16、：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晶向时，在78 、质量分数 40% 的 KOH 溶液中腐蚀硅尖，再经 980 干氧氧化 3 h 进行锐化削尖，可制备出纵
17、横比大于 2、曲率半径达纳米量级的硅尖阵列。关键词：硅尖；各向异性；氧化削尖；晶面；掩模P729Si 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（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：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 m、长径比约 20、平均刻蚀速率约 1.0 m /min的实验样品，指出了深
18、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，在优化的光电化学工艺参数下，得到了方孔边长 3.0 m 、中心距为6.0 m、深度约为 160 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-In 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 51000
19、6）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 InSb-In 磁敏电阻的温度控制器，由 InSb-In 磁敏电阻温度采集电路、信号处理电路和控制执行电路三部分组成。实验结果表明，InSb-In 磁敏电阻材料同其他温敏元件材料一样，具有很好的温度特性，其温度特性与热敏电阻 NTC 极为相近；用 InSb-In 磁敏电阻材料制作的温控器具有灵敏度高、控温范围宽的优点，在低温区其灵敏度可以高于 30 mV/，常温下也可达到 23 mV/左右。同时它还具有稳定性强、可靠性好、受环境因素影响小、结构简单紧凑、价格低廉、对材料要求低等诸多优点，是一种值得推广应用的新型材料温度开关。关键词：InSb-In 共晶体薄膜；磁敏电阻；温度特性；温控器；灵敏度
