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1、控制氧化锌氧曲面和锌曲面的微蚀行为,Controlled Etching Behavior of O-Polar and Zn-Polar ZnO Single Crystals,M.Mehta and C.Meierz,Physics Department and Center for Optoelectronics and Photonics Paderborn,University of Paderborn,33098 Paderborn,Germany,文献汇报,Journal of The Electrochemical Society,158 2 H119-H123 2011,我们
2、报道了氧化锌单晶的氧曲面和锌曲面的最优湿法微蚀过程，为了控制微蚀下面测试了不同的方法。对于氧曲面来说，使用H3PO4/CH3COOH/H2O混合酸作为微蚀剂，控制微蚀速率3.8 m/min，使用5%NH4Cl溶液氧化锌表面有合适的微蚀速率和高的重复性，相比之下，在HCl溶液中锌曲面微蚀较慢，并对pH值有大的依赖性，然而，pH的控制甚至可以使锌表面进行重复微蚀。,在过去，氧化锌在纤维锌矿中广泛的研究受到很大的关注，不仅以单晶而且还以多晶的形式存在。氧化锌有很多特性，例如，宽的直接带隙，大的粘接强度，高的激子结合能，在高温下引起高效激子的光学转换，使他在电子和光学应用有很大的引力，例如在蓝光和紫外
3、光谱范围内的压电式转换器，光检测设备，氧化锌在纳米材料和化学生物传感器方面有很大的应用前景。,设备的制造要求对微蚀进程进行改进，使用控制各异相程度，高的和合适的微蚀速率，并且对大量产品和设备的可靠性的表面形貌进行控制。然而氧化锌有两种曲面，分别是0001和0001面，有不同的化学和物理性质。因此，当对曲面进行微蚀的时候，我们要清楚的了解化学反应对设备微蚀来说是必需的，报道了设备微蚀的两种方法：第一个是干法微蚀例如反应离子微蚀，它是使用无线电频率或电感耦合等离子体是为了将,材料从表面转移，这个方法对表现同样的反应速率是有好处的，不管晶体的取向，然而，干法微蚀在设备方面需要高昂的投资。湿法微蚀，例
4、如它是把液体酸或混合酸作为微蚀剂。与干法微蚀相比，湿法微蚀对设备要求不高。当进行干法微蚀时，一个硬的掩盖层例如金属，SiO2，Si3N4当成微蚀掩盖面，因为光阻材料在等离子体的作用下分解，产生焦炭残渣。然而，在没有攻击氧化锌的时候，硬的掩盖层很难除去，它是取决于晶体的方向。因此，湿法微蚀利用光阻材料掩盖氧化锌层的微蚀是很好的。,尽管报道了各种微蚀剂对氧化锌的微蚀，例如HCl,H2SO4,H3PO4,HCl/H3PO4/H2O,HNO3,和缓冲氧化物微蚀溶液。尽管很少有氧化锌单晶的湿法微蚀。然而，多晶与单晶微蚀行为有很大的区别。氧曲面比锌曲面的反应快，那是因为氧原子比锌原子的负电荷多。锌曲面与多
5、晶的微蚀行为有很大区别。到目前为止，很少有报道将氧化锌氧曲面和锌曲面的微蚀速率进行对比。尤其是没有报道一个控制氧化锌的锌曲面的微蚀过程。这个工作的目的就是提出对两个表面的微蚀行为进行详细的研究。我们提出了利用高的和合适的微蚀速率控制氧曲面的微蚀进程。而且我们提出了一个对氧化锌锌曲面来说有效的，简单的，有重复性的微蚀过程。,实验,将单晶裁成5 mm 5 mm方块,用丙酮洗,去离子水冲洗,160加热5min(除去去离子水),在氧化锌上覆盖一层1.5 m的正性光致抗蚀剂,105加热1min,标准光刻技术形成了600 m 600 m 到20 m 20 m方格，曝光后在方格有抗腐膜层形成，在正性光致抗蚀
6、材料上无影响。,120烘干10min,为了研究深度与微蚀时间的关系，在室温 无搅拌的HCl中固定pH值间隔5到25个小时，对氧化锌锌曲面进行微蚀。微蚀速率的测定是利用表面光度仪在样品10个不同的位置测量它的平均深度。用SEM和AMF对表面形貌进行分析。,结果与讨论,pH=1.3H3PO4/CH3COOH/H2=1：1：30,结论,本文是对氧化锌晶体氧曲面和锌曲面微蚀特点的研究，在不同的微蚀剂中氧化锌的微蚀速率和表面形貌的发现。多氧曲面来说，通过使用浑酸和弱酸微蚀剂控制高的和合适的微蚀速率，在HCl溶液中，在锌表面发生大量化学反应，那是有大量氢离子的存在。当pH值固定4时，这个过程对好的微蚀结果有很高的重复性，尽管这个过程依赖于水和氢离子与被暴露于缺陷或侧壁方面的氧原子的反应，侧面微蚀图案形成。这些结果说明湿法对氧化锌来说是有效的微蚀方法。,谢 谢！,
