硅基二维光子晶体光电化学制备技术研究

摘要

光子晶体是一种介电常数成周期分布的介质材料，周期为光波长量级。在光子晶体材料中存在着特殊的频带，在这些频带中光波被禁止传播。由于此种特点，光子晶体可以用来制造全新原理的、高性能的光学器件，具有广阔的应用前景。 本论文首先介绍了光子晶体概念和应用的领域，并对其基本原理和理论进行了相关阐述。在掌握理论基础上设计了一套工艺流程，以n型硅为基体，经过氧化、光刻、各向异性腐蚀、光电化学刻蚀等步骤，最后得到二维光子晶体结构，并且自行设计了电化学池以及相关的电化学系统装置，并对整个工艺过程逐步分析，对出现的问题进行讨论研究。 本论文的重点工作在于工艺实验参数的优化，对影响工艺的因素(如光刻中曝光时间、电化学腐蚀中溶液浓度、电压、光照等)做出较全面的分析，并对某些在工艺中起重要作用的参量给出相关的曲线描述。

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第一章绪论

§1.1引言

§1.2光子晶体的产生和特性概述

§1.3光子晶体的应用

§1.4本课题主要研究内容

第二章光子晶体理论研究

§2.1光子晶体的基本原理

§2.2光子晶体的麦克斯韦方程

§2.3光子晶体的理论研究方法

§2.4光子晶体的制备

第三章硅光电化学加工原理

§3.1概述

§3.2硅片的热氧化

§3.3光刻工艺原理

§3.4硅基片的各向异性湿法刻蚀原理

§3.5硅的电化学腐蚀原理

第四章二维光子晶体结构形成的工艺实验

§4.1工艺流程概述

§4.2硅片的热氧化过程

§4.3诱导坑制备实验

§4.4硅的电化学刻蚀实验

第五章工艺实验中的影响因素分析

§5.1热氧化过程中的问题与分析

§5.2光刻中遇到的困难和BHF对掩膜的影响

§5.3诱导坑缺陷对电化学的影响

§5.4光电化学腐蚀技术的影响因素

§5.5光电化学过程中存在的几种效应

§5.6实验结果以及分析

结论

致谢

参考文献