“光電子器件工藝學(xué)”

課程復(fù)習(xí)課程教學(xué)主要內(nèi)容

1.材料表面的加工與處理工藝

2.薄膜材料與器件的制備工藝

3.微納結(jié)構(gòu)材料與器件的制備加工工藝課程學(xué)習(xí)主要目標(biāo)與要求理解與掌握光電子器件的制備工藝重點(diǎn)包括：工藝原理工藝特點(diǎn)應(yīng)用范圍具體應(yīng)用實(shí)例等Chap1材料表面的加工與處理

1.表面的獲得

表面拋光：化學(xué)拋光機(jī)械拋光化學(xué)-機(jī)械拋光2.表面的清潔濕法清潔：超聲清洗氧化層清洗干法清潔：加熱與輻射處理電子束與離子束轟擊清洗Chap2薄膜工藝真空的產(chǎn)生與測(cè)量物理氣相沉積（1）真空蒸發(fā)鍍膜基本原理與過(guò)程，薄膜的生長(zhǎng)與形成，薄膜的附著力與內(nèi)應(yīng)力，蒸發(fā)鍍膜技術(shù)與特點(diǎn)：

A.電阻加熱蒸發(fā)

B.電子束加熱蒸發(fā)

C.激光束加熱蒸發(fā)

D.其他蒸發(fā)鍍膜技術(shù)

（2）濺射鍍膜

輝光放電，濺射的物理過(guò)程與主要物理化學(xué)效應(yīng)，濺射鍍膜的基本原理與過(guò)程、特點(diǎn)，濺射鍍膜技術(shù)：（A）直流二極濺射（B）射頻濺射（C）磁控濺射（D）離子束濺射（E）其他濺射鍍膜方法

3.化學(xué)氣相沉積基本原理與過(guò)程：

主要條件、反應(yīng)類(lèi)型與應(yīng)用實(shí)例，主要工藝因素、工藝特點(diǎn)

主要工藝類(lèi)型：

（A）低壓CVD

（B）等離子增強(qiáng)CVD(PECVD)

（C）激光增強(qiáng)CVD(LECVD)

（D）金屬有機(jī)化合物CVD(MOCVD)---原理與工藝特點(diǎn)

4.外延生長(zhǎng)方法

基本原理與工藝特點(diǎn)，

外延，同質(zhì)外延/異質(zhì)外延，氣相外延，分子束外延

5.濕化學(xué)法制備薄膜Chap3微納加工技術(shù)

1.光學(xué)光刻/刻蝕

基本原理，工藝流程，光刻膠，光刻掩模，工藝過(guò)程與目的、原理，兩大關(guān)鍵工藝

2.先進(jìn)光學(xué)光刻

曝光光源，步進(jìn)投影式曝光，移相掩模，先進(jìn)光刻膠及其技術(shù)，干法刻蝕，干法顯影，等

3.非光學(xué)光刻

4.其他納米加工技術(shù)試題類(lèi)型與分析

一.基本概念題（每小題4分，共20分）例如：

“氣相外延”通過(guò)過(guò)飽和氣體的凝聚或化學(xué)反應(yīng)過(guò)程，在單晶襯底的表面上，沿原有的結(jié)晶方向重新生長(zhǎng)一層新的單晶層的薄膜生長(zhǎng)過(guò)程，稱(chēng)之為氣相外延生長(zhǎng)。

二.多項(xiàng)選擇題（每小題4分，共32分）例如：在化學(xué)氣相沉積（CVD）制備薄膜時(shí)：

A.低壓CVD可以有效地降低沉積溫度，提高薄膜的結(jié)晶性能與純度

B.等離子增強(qiáng)CVD可以進(jìn)一步提高薄膜的結(jié)晶性能與純度，增強(qiáng)薄膜的附著力

C．紫外激光增強(qiáng)CVD可以有效地降低沉積溫度，提高薄膜的結(jié)晶性能與純度

D.金屬有機(jī)化合物CVD可以提高薄膜的結(jié)晶性能與純度，改善薄膜內(nèi)應(yīng)力三.綜合工藝題（1，2兩題必做，每題15分，3，4兩題中任選一題，18分）例如：

刻蝕與納米微區(qū)生長(zhǎng)是納米光刻或納米加工領(lǐng)域中非常重要的技術(shù)手段，試分別列舉一例具體的實(shí)用方法，并說(shuō)明各自的技術(shù)原理及其工藝特點(diǎn)。納米尺度圖案的刻蝕，既可以在有光刻膠層選族性保護(hù)下對(duì)底層材料進(jìn)行刻蝕（如利用深紫外光刻、X射線或電子束光刻等首先制備納米尺度的光刻膠圖案，再選用反應(yīng)離子刻蝕或ICP等高密度等離子刻蝕等手段，對(duì)底層材料進(jìn)行有選擇性的刻蝕過(guò)程），也可以選用諸如聚焦離子束（FIB）等方法直接對(duì)無(wú)光刻膠層保護(hù)的底層材料直接進(jìn)行刻蝕來(lái)制備納米圖案。如對(duì)FIB直接刻蝕產(chǎn)生納米圖案來(lái)講，其基本原理在于由經(jīng)過(guò)高度聚焦的正離子，通過(guò)電場(chǎng)加速后，以較高的能量撞擊待刻蝕材料表面，利用濺射過(guò)程使得納米尺度局域部分的底層材料的原子濺離表面，從而達(dá)到納米尺度刻蝕圖案的制備目的。其工藝特點(diǎn)為圖案分辨率高，刻蝕的方向性高（刻蝕為完全的各向異性），刻蝕圖案的深寬比可以很大；但刻蝕效率較低，輻射損傷較大，等。納米微區(qū)生長(zhǎng)也是制備納米圖案的重要方法之一，這是與上述刻蝕方向相反的加工手段。可以選取諸如聚焦紫外激光束增強(qiáng)的化學(xué)氣相沉積、聚焦電子束或離子束輔助的化學(xué)氣相沉積等方法。如聚焦紫外激光束增強(qiáng)的化學(xué)氣相沉積技術(shù)，在常規(guī)的低壓化學(xué)氣相沉積過(guò)程中，采用高度聚焦的紫外激光束掃描襯底或沉積表面，其間參與化學(xué)反應(yīng)的氣相成分一旦吸收了紫外光子后，即被激發(fā)或活化，便大大增強(qiáng)了反應(yīng)的化學(xué)活性，使得即使在較低溫度條件下也可以滿足設(shè)