利用电子束光刻技术制备光栅及其在半导体激光器中的应用开题报告

1. 研究目的与意义

1.1 研究背景

周期性亚微米光栅具有特殊的衍射特性，可作为外部光学反馈元件，在半导体激光器中可起到反射器的作用，使来自激光器谐振腔中不同纵向模式的光波通过光栅时，满足设定条件光反射回谐振腔参与谐振，达到减小激光线宽、稳定波长等目的。合理设计光栅结构可以使器件性能得到更高的提升，但因其结构微小，成为纳米加工中的难点。光刻是集成电路制造的基础工艺，通过光刻我们可以将需要的图形转移到衬底上。光刻技术的精度受光子在波长尺度的散射影响，由于光波长具有一定范围，随着时间的推移，调整光的参数很难继续减小器件的特征尺寸，电子束光刻技术应运而生。电子束光刻技术使用电子代替光子，减小波长，将光刻精度提高至纳米量级，其分辨率足够满足目前大部分工艺的分辨率要求，在微光学，微机电系统和特种纳米器件领域有着极为广泛的应用。电子束光刻技术目前主要应用于纳米尺寸微小结构的加工和集成电路的光刻，在应用中常遇到几个关键性问题：电子在抗使剂和衬底中的散射和背散射现象造成的临近效应；电子束抗蚀剂图形结构的倒塌与粘连；纳米工艺加工中电子抗蚀剂和电子束曝光、显影等工艺参数问题，这些问题在不同的设计图形中有着不同体现形式，解决方法上也存在差异。电感耦合等离子体刻蚀技术是现代刻蚀工艺的主流，具有高选择性和各项异性刻蚀的优点，在工艺中常通过改变电感耦合等离子刻蚀机的源功率、偏压功率、工作气压、气体成分等来调节刻蚀效果，使用电感耦合等离子刻蚀技术进行微小结构刻蚀时，为使刻蚀图形的形貌、深度、陡直度的要求，往往要耗费大量的时间、材料进行刻蚀参数的调整。

1.2 研究目的

2. 研究内容和预期目标

2.1研究内容

（1） 掌握电子束光刻工艺。

充分了解电子束光刻系统的研究背景、技术特点和设备工作原理。学习使用 l-edit 软件绘制光刻图形，学习电子束光刻机（raith）的使用，掌握光刻加工中的各种工艺操作，对微小图形加工中常出现的问题有一定的了解。

3. 研究的方法与步骤

3.1 研究方法

（1）查阅相关资料和文献，了解国内外电子束光刻制备微小图形的方案，了解光刻工艺过程中常出现的问题，从中整理和总结解决方法，为光刻工艺的进行做好充分准备。

（2）查阅相关资料和文献，了解刻蚀参数对于刻蚀图形形貌的影响，总结规律，为刻蚀参数的调整做好成分准备。

4. 参考文献

[1] 陈宝钦. 电子束光刻在纳米加工及器件制备中的应用.中国科学院 微电子研究所. 2008-07-29

[2] 赵珉. 电子束抗蚀剂图形结构的倒塌与粘连.湛江师范学院 信息科技与技术学院. 2010-08-06

[3] 胡超. 高精度电子束光刻技术在微纳加工中的应用.电子与封装. 2016-11-28

5. 计划与进度安排

3.1--3.15 课题调研，了解相关技术和要求；

3.16--3.29 查阅资料，撰写并提交开题报告；

3.30--5.3 实验分析，数据整理，完成论文初稿；