光子晶体实验方案_第1页
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文档简介

1、光子晶体实验方案实验目的:以硅为原料,通过离子束刻蚀(EBL)、十法刻蚀(dry-etching)、电化学腐蚀等 方法在制备大孔硅的基础上,通过理论分析、设计和模拟,制备具有特殊要求的 二维光子品体。参数如下:平板硅(11.56),空气孔,品格周期a=300um,孔半径为144um实验原理:介电常数周期性改变的材料会出现对光子的局域作用,会产生类似于电子在 半导体中的带隙结构。实验材料:所有试验材料参见“光子晶体试验设备报表”实验方案:借助传统的半导体的工艺,完成三角品格多孔硅的试验制备方法实验步骤:1、对硅片表面的氧化物、金属及其他杂志进行清洗,主要使用氧化剂h2o2 和丙酮溶剂。2、使用镀

2、膜机在硅的表面镀一层氮化硅掩膜,再在氮化硅掩膜上使用旋转 涂覆的方法甩上一层600nm厚度的光刻胶3、通过显影技术将预先设计好的正方形格子复制到光刻胶上,进而传递到 光刻胶下的氮化硅层4、干法刻蚀氮化硅层到硅片5、使用KOH溶液(35wt%40wt%,60C)在硅片表面形成倒金字塔尖端6、电化学腐蚀的方法腐蚀出深孔硅对于电化学腐蚀:6.1、完成实验步骤第5步后,将已经形成腐蚀尖端的硅片的背面通过铜片 与腐蚀电极的阳极相连6.2、将硅片固定在铁氟龙夹具中,注意密封,保证不会有腐蚀液透过密封 槽到另一侧6.3、将完成密封的铁氟龙夹具放到培养皿中,确保有倒金字塔尖端的一侧 与腐蚀液完全接触。6.4、

3、将体积比大概为1: 1的氢氟酸和乙醇混合溶液500m 1倒入腐蚀槽中, 保证电解液的温度在20C左右。6.5、铂丝与腐蚀电极的阴极相连后放入到腐蚀溶液中,连接导线从腐蚀槽 顶端接出6.6、开始腐蚀,10分钟后完成腐蚀6.7、清洗试验后的硅片实验分析:一、分析影响试验的因素1、光照强度与腐蚀速率的关系,光强与孔隙率的关系2、电解的电流密度与腐蚀的关系3、电解液的配比与腐蚀的关系4、腐蚀时间与结果的关系5、产生的氢气气泡对大孔硅的影响6、光照波长对多孔硅生长的影响二、试验中应注意事项1、有毒性的化学药剂一览:丙酮:吸入后可引起头痛,支气管炎等症状。如果大量吸入,还可能失去意 识。氢氟酸:可经皮肤吸入,对人体组织有脱水腐蚀作用,估计人摄入1.5g氢 氟酸可致立即死亡,吸入高浓度的氢氟酸酸雾,会引起支气

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