芯三代半导体科技(苏州)有限公司, 苏州 215021
采用高速旋转垂直热壁化学气相沉积(CVD)设备在偏向〈1010〉晶向 4°的 n 型4H-SiC衬底上进行了同质外延生长, 在设定的工艺条件下, 外延膜生长速率达到40.44 μm/h, 厚度不均匀性和掺杂浓度不均匀性分别达到1.37%和2.79%。AFM表征结果显示表面均方根粗糙度为 0.11 nm; Leica显微镜观察显示外延膜表面光滑, 生长缺陷密度很低, 没有宏观台阶结构; Raman谱线清晰锐利, 表现出典型的4H-SiC特征。综合分析表明, 本实验使用国产的高速旋转垂直热壁CVD设备, 在较高的外延生长速率下, 获得了具有高厚度均匀性和高掺杂浓度均匀性的高质量4H-SiC外延膜, 对目前碳化硅外延产业的发展和半导体设备的国产替代具有良好的指导作用。
碳化硅 外延 化学气相沉积 CVD设备 厚度均匀性 掺杂浓度均匀性 SiC epitaxy chemical vapor deposition CVD equipment thickness uniformity doping concentration uniformity
1 西安工业大学光电工程学院, 陕西 西安 710021
2 宇瞳光学科技股份有限公司, 广东 东莞 523863
建立了平面型三级行星夹具膜厚均匀性数学模型, 根据该模型编写计算机仿真程序, 研究了1.8 m大口径镀膜机使用平面型三级行星夹具的膜厚均匀性问题。以光驰OTFC-1800-DCI型镀膜机为仿真对象, 分析了蒸发源特性、行星夹具倾角和行星轨半径对膜厚均匀性的影响。仿真计算结果表明: 行星夹具倾角是影响平面型三级行星夹具膜厚均匀性的主要因素, 当行星夹具倾角α=64°时, 膜厚分布最为均匀, 不均匀性为0.1%。行星轨半径对膜厚均匀性也存在影响, 当行星轨半径在665 mm时, 膜厚分布最为均匀, 膜厚不均匀性控制在1％以内。平面型三级行星夹具膜厚分布理论模型对实际镀膜工作有一定的指导意义。
行星夹具 均匀性 光学薄膜 膜厚分布 蒸发源 planetary fixture film thickness uniformity optical film film thickness distribution evaporation source
光子学报
2022, 51(12): 1216001
1 长春理工大学光电工程学院, 吉林 长春 130022
2 北京空间机电研究所, 北京 100094
3 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所, 吉林 长春 130033
4 光驰科技(上海)有限公司, 上海 200444
为提高弯月透镜表面的膜厚均匀性,对三级公自转行星系统中弯月透镜表面进行了膜厚均匀性的研究。构建了三级公自转行星盘的运动轨迹方程,并根据膜厚计算公式,建立了与三级盘倾角、公转半径有关的弯月透镜表面相对膜厚分布模型,采用电子束蒸发和离子束辅助沉积技术对分布模型进行了实验验证。此外,根据多次实验结果优化三级公自转行星系统结构参数,以提高弯月透镜表面的膜厚均匀性。实验结果表明,在未使用修正挡板技术的情况下,当公转半径为650 mm、倾角为60°时,可将弯月透镜凸面表面膜厚均匀性控制在±2.45%以内。
薄膜 三级公自转行星系统 相对膜厚分布模型 弯月透镜 膜厚均匀性 光学学报
2022, 42(10): 1031002
西安工业大学光电工程学院， 陕西 西安 710021
研究了1.1 m大口径镀膜机热蒸发制备金属铝膜的膜厚均匀性问题，针对旋转平面夹具分析了夹具高度H以及蒸发源与真空室中心轴距离L对铝膜膜厚均匀性的影响。当 L=400 mm，H/L=1.10时，膜厚均匀性最好，不均匀性为9.614%，不均匀性随H/L的值增大而增大。当H=500 mm，H/L=1.47时，膜厚均匀性最好，不均匀性为4.487%，不均匀性随H/L的值减小而增大。进而引进了一个修正挡板函数，提出并设计了合适的修正挡板，膜厚均匀性由不加修正挡板时的17.8%改善到3.9%，从而解决铝薄膜厚度均匀性问题。
光学薄膜 铝膜 旋转平面夹具 膜厚均匀性 修正挡板 optical thin film aluminum film rotating plane fixture film thickness uniformity correction mask
1 长春理工大学光电工程学院, 吉林 长春 130022
2 光驰科技(上海)有限公司, 上海 200444
磁控溅射系统中薄膜厚度的均匀性是关键指标之一。通过分析磁场强度、靶材与基板的距离和气体压强对Si3N4和SiO2两种薄膜厚度均匀性的影响,借助Langmuir探针分析等离子体的密度,并采用二进制阶梯式充气方式调整纵向的均匀性。通过对靶材加载正弦半波电压并使用MATLAB软件确定振幅及相位参数,从而调整横向的均匀性。实验结果表明,对于Si3N4膜层,其在横向上、中和下的均匀性分别为±1.27%、±0.62%和±1.33%,纵向的均匀性为±0.33%;对于SiO2膜层,其在横向上、中和下的均匀性分别为±1.12%、±0.42%和±1.23%,纵向的均匀性为±0.25%。
薄膜 厚度均匀性 磁控溅射 孪生靶 等离子体密度 二进制梯度充气方式 正弦半波
探索了一种准确测量过冷度的实验方法, 并在此基础上, 利用光学显微镜、傅里叶红外透射光谱仪、台阶仪、白光干涉仪等测试手段分析了过冷度对HgCdTe薄膜厚度均匀性的影响.研究结果表明, 过冷度小于2 ℃, 薄膜容易出现中心凹陷、四周凸起的现象; 过冷度大于3 ℃, 薄膜中心将会明显凸起, 出现宽度为毫米级的周期性起伏, 并伴随有crosshatch线产生.当过冷度为2.5 ℃时, 薄膜厚度极差可缩小至0.5 μm, 0.5 mm×0.5 mm范围内薄膜相对于衬底的粗糙度增加量为9.07 nm.
碲镉汞 过冷度 厚度均匀性 液相外延 cadmium mercury tellurium supercooling thickness uniformity liquid phase epitaxy (LPE) 红外与毫米波学报
2019, 38(2): 02165
1 长春理工大学 光电工程学院, 长春 130022
2 中国兵器科学研究院宁波分院, 浙江 宁波 315103
3 长春理工大学 电子信息工程学院, 长春 130022
针对大口径光学元件溅射沉积膜厚不均匀的问题, 采用离子束溅射平坦化层来改善光学元件表面粗糙度.利用膜厚检测仪测出光学元件沉积面上的中心区域以及各边缘区域的膜厚值, 计算离子束在光学元件中心与边缘驻留时间比, 并通过MATLAB拟合驻留时间分布规律, 根据所得的数据进行逐级修正.实验结果表明, 当驻留时间比优化为-26.6%时, 可以实现在直径300~600 mm大口径的光学元件上均匀镀膜, 以熔石英表面上镀硅膜为例, 溅射沉积6 h, 表面膜厚为212.4±0.3 nm, 薄膜均匀性达到0.4%.
薄膜 离子束溅射沉积 膜厚均匀性 大口径光学元件 驻留时间 Thin films Ion beam sputtering deposition Thickness uniformity Large-aperture optical elements Dwell time
