1 上海交通大学 电子信息与电气工程学院, 上海 200240
2 昆山龙腾光电有限公司, 江苏 昆山 215301
为了降低薄膜晶体管的寄生电容, 一种新型平坦化材料被引入。单独采用反应离子刻蚀(RIE)或增强电容耦合等离子刻蚀(ECCP)模式刻蚀该平坦化层均无法获得满意的工艺效果。为此, 提出了将RIE和ECCP相结合的方法用于新型平坦化层的刻蚀。实验结果表明: 当平坦化层厚度为2.0 μm时, 先以RIE模式7 kW/20 Pa条件刻蚀1.5 μm, 再以ECCP模式5 kW+4 kW/8 Pa条件继续刻蚀平坦化层及其下方的氮化硅, 刻蚀出的过孔图形表面光滑, 氮化硅层无底切, 平坦化层孔径均值6.12 μm。本研究结果为后续采用该平坦层材料的高分辨率、低功耗产品的设计和生产打下了坚实基础。
薄膜晶体管 平坦化层 低介电常数 干法刻蚀 TFT planarization layer low-dielectric constant dry etching
液晶显示面板中气泡不良是一种出现频率低但影响较大的缺陷。本文研究了一种TN型液晶显示面板出现的气泡不良, 分析原因为彩色滤光片(Color Filter, CF)中平坦化层(Over Coat, OC)材料由于在高温条件下长时间存放, 导致OC内气体大量析出, 通过氧化铟锡(Indium Tin Oxide, ITO)裂缝释放到面板中形成气泡。文章从不良产生机理、不良改善进行研究, 论证了通过优化工艺参数、变更OC工艺及材料减少气体发生, 变更ITO成膜温度来降低ITO裂缝的发生, 从而从源头解决此不良, 保证产品品质, 提升客户满意。
彩色滤光片 气泡不良 平坦化层 氧化铟锡 color filter bubble defect over coat indium tin oxide
1 同济大学 先进微结构材料教育部重点实验室, 上海 200092
2 同济大学 物理科学与工程学院 精密光学工程技术研究所, 上海 200092
探究了节瘤缺陷平坦化技术中平坦化层（刻蚀层）厚度和种子源尺寸之间的刻蚀规律，同时解释了平坦化技术提高节瘤缺陷的损伤阈值的机制。在双离子束溅射系统中，使用SiO2微球模拟真实的种子源置于基板上，镀制1064 nm HfO2/SiO2高反膜，制备人工节瘤缺陷。对类似于实际种子源的SiO2微球一系列不同刻蚀程度的实验得出了节瘤缺陷平坦化技术的刻蚀规律：只要平坦化层（刻蚀层）的厚度稍大于节瘤缺陷的种子源粒径，就可以将种子源完全平坦化。使用时域有限差分法（FDTD）模拟不同平坦化程度的节瘤缺陷内电场增强的结果与节瘤缺陷的损伤形貌进行对比实验，将损伤形貌和损伤阈值与电场强度分布之间建立联系，表明平坦化技术可以改变节瘤缺陷原有的几何结构，有效抑制节瘤缺陷的电场增强效应。最后，通过对未经平坦化和经过平坦化处理后的节瘤缺陷进行损伤阈值测试，对比结果直接验证了节瘤缺陷平坦化技术可以实现对节瘤缺陷的调控，大幅度提高了节瘤缺陷的损伤阈值。
节瘤缺陷 平坦化 电场增强 损伤阈值 nodular defects planarization electric field enhancement laser-induced damage threshold 强激光与粒子束
2018, 30(9): 092001
西安工业大学 陕西省薄膜技术与光学检测重点实验室, 西安 710021
采用射频磁控溅射技术在RB-SiC表面沉积Si平坦化层, 通过正交试验研究了射频功率、Ar流量和工作气压三个因素对薄膜表面质量和形貌的影响规律, 以获取最佳的薄膜沉积参数.射频功率120 W、工作气压1.2 Pa和Ar流量40 sccm条件下获得了最佳质量的平坦化样品, 利用电感耦合等离子体对平坦化膜层进行刻蚀抛光, 通过Lambda950分光光度计测试不同工艺阶段样品表面的反射率.结果表明, 相比于未处理的RB-SiC初始样品, 经过平坦化和等离子体刻蚀的样品表面粗糙度标准差值由1.819 nm减小至0.919 nm, 样品表面反射率相应地提高了2%.由此说明射频磁控溅射平坦化沉积与电感耦合等离子体刻蚀的组合工艺可实现RB-SiC表面的高质量加工.
光学制造 超光滑表面 射频磁控溅射 Si平坦化层 正交试验 ICP刻蚀 表面粗糙度 Optical fabrication Super smooth surface RF Magnetron sputtering RB-SiC RB-SiC Si planarization layer Orthogonal experiment ICP etching Surface roughness
京东方科技集团股份有限公司 技术研发中心, 北京 100176
本文研究了液晶显示面板彩色滤光片工艺中以叠层方式形成隔垫物的关键技术问题, 即叠层隔垫物高度控制、主-附隔垫物段差的形成和主-附隔垫物段差受后续平坦层工艺的影响变化等, 并提出了解决方案。在黑矩阵、红色、绿色、蓝色滤光层形成一定的叠层高度后, 采用形貌追随型平坦化材料对像素区平坦, 通过控制像素开口部分OC的厚度, 可以实现叠层隔垫物高度的控制。采用改变叠层图案设计的方法形成主-副隔垫物高度差(Main-sub段差), 段差达成范围是0.4~1.2 μm, 达到了灰阶曝光方式可以达到段差的水平, 但成本却大幅降低。并且验证了采用形貌追随型OC材料覆盖可以较好的保持OC工艺前形成的Main-sub段差。基于以上技术制备了4 Mask彩色滤光片原型机。
彩色滤光片 叠层隔垫物 形貌追随型平坦化材料 color filter stacking photo spacer shape-following OC material
1 中国空空导弹研究院，河南 洛阳471099
2 红外探测器技术航空科技重点实验室，河南 洛阳471099
首次在国内报道了用激光调阻法提高线列1×128光导PbS红外焦平面探测器性能的研究成果.针对PbS探测器芯片的特点，用激光调阻法对采用负载电阻分流型电路的焦平面探测器的背景输出电平进行平坦化研究.实验结果表明，用激光调阻使背景电平平坦化之后，通过优化器件的工作参数，探测器平均黑体响应率由4.45×106 V/W提高到8.82×106 V/W; 平均黑体探测率由6.52×109 cm·Hz1/2·W-1提高到1×1010 cm·Hz1/2·W-1; 动态范围由46 dB提高到52 dB.研究结果为今后的薄膜型焦平面探测器实用化提供了参考.
激光调阻 红外焦平面探测器 硫化铅 背景输出电平平坦化 tuning the resistance of detector with laser infrared focal plane arrays PbS background out-put uniformity improvement
1 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 发光学及应用国家重点实验室, 吉林 长春 130033
2 中国科学院大学, 北京 100049
理论分析了温度对垂直腔面发射半导体激光器(VCSEL)工作性能的影响，利用VCSEL的增益腔模失配理论设计了适用于高温环境下工作的VCSEL外延结构并对该结构进行了外延生长及工艺制备。理论分析表明，采用势垒高度大于0.25 eV的量子阱有源区结构可以缓解高温工作时器件的载流子泄漏问题。设计了室温下增益腔模偏离为11 nm的器件结构。理论分析表明，在320 K时与器件腔模对应的增益谱波长具有最大的光增益，此时器件具有最小的阈值电流。对分布式布拉格反射镜（DBR）的反射率进行了优化以进一步减小器件阈值电流。采用了一种自平坦化的台面工艺结构制作了7、9、13 μm三种不同氧化口径的器件，器件在室温下的阈值电流分别为1.95、2.53、2.9 mA，最大出光功率分别为0.31、1.11、1.04 mW，并且输出功率的高温稳定性较好。随工作温度的升高，器件阈值电流先减小后变大，在320～330 K时器件阈值达到最小值，与理论分析一致。
激光器 垂直腔面发射半导体激光器 高温工作 增益谐振腔腔模失配 自平坦化台面
1 中国科学院半导体研究所 集成光电子学国家重点联合实验室, 北京 100083
2 河南仕佳光子科技有限公司, 河南 鹤壁 458030
阵列波导光栅的平坦化在实际应用中有很重要的意义.本文系统地研究了阵列波导光栅的平坦化.在输入波导、输出波导、阵列波导输入端与输出端上分别引入了指数型锥形波导.通过改变锥形波导的形状和尺寸来实现平坦化的优化.本文首先从理论上论述了引入指数型锥形波导的输出光谱特性, 给出了结构参量的关系表达式, 阐明了输入波导处的锥形波导是影响输出光谱平坦化的主要因素, 阵列波导和输出波导处的锥形波导对输出光谱的平坦化有一定的影响.其次采用数值模拟的方法模拟了输出光谱, 优化了结构参量, 总结出了指数型锥形波导对平坦化影响的趋势和规律.模拟结果显示, 输出光谱1 dB带宽大于通道间隔的50%, 插入损耗从5.2 dB减小到了4.0 dB, 串扰小于-30 dB.最后, 本文给出了实验结果, 插入损耗减小了0.87 dB, 串扰减小了3.67 dB, 1 dB带宽增加0.1 nm, 增加了54.7%.实验结果表明引入指数型锥形波导提高了阵列波导光栅器件的光谱性能.
阵列波导光栅 平坦化 锥形波导 有限差分光束传播法 1 dB带宽 Arrayed waveguide grating Flat spectral response Taper waveguides Finite difference beam propagation method 1 dB passband width
设计一种新型光子晶体光纤,可在300 nm带宽范围内实现近零超平坦色散特性.光纤端面上所有空气孔按照通常的三角形规则均匀排列,中央位置十三个排列成雪花形的空气孔小于其它空气孔,这些孔共同构成光纤的纤芯.这类晶芯型光子晶体光纤与传统光子晶体光纤相比具有较大的模场面积,尤其是,通过最佳化匹配晶芯和包层中的空气孔大小可以在300 nm带宽范围内实现超平坦化色散特性,甚至可得到近零色散的平坦化色散曲线.尽管光纤的晶芯为雪花状,但近场很快会演化为类高斯型场分布.
光子晶体光纤 雪花形晶芯光子晶体光纤 大模场面积 色散平坦化 近零色散 Photonic crystal fiber (PCF) Photonic crystal fiber with snowflake crystal core Large modal field area Dispersion-flattened Near zero dispersion.
浙江大学现代光学仪器国家重点实验室,光及电磁波研究中心,杭州,310027
本文对利用多模干涉(MMI)结构实现解复用器蚀刻衍射光栅(EDG)频谱平坦化的设计方法进行了改进.通过使用预展宽输入结构把带间串扰降到很低值;通过使用抛物线型多模干涉区,把带通纹波减小到接近于零的同时,大大增加了1 dB带宽,最终得到了平坦化效果最佳的设计方法.作为例子,最后给出了两种不同频带间隔下的最优设计尺寸.
平坦化 蚀刻衍射光栅(EDG) 串扰 插损 带通纹波 有效带宽比 1 dB有效带宽
