System.ArgumentOutOfRangeException: 索引和长度必须引用该字符串内的位置。 参数名: length 在 System.String.Substring(Int32 startIndex, Int32 length) 在 zhuanliShow.Bind() 一种测量铌酸锂薄膜上畴结构深度的方法技术_技高网

一种测量铌酸锂薄膜上畴结构深度的方法技术

技术编号:43442453 阅读:3 留言:0更新日期:2024-11-27 12:48
本发明专利技术属于半导体微观结构技术领域,具体涉及一种测量铌酸锂薄膜上畴结构深度的方法。本发明专利技术方法设计科学合理,铌酸锂薄膜为x切或者y切铌酸锂薄膜,其极化方向位于面内,衬底从上至下包含易被HF酸腐蚀的材料和不易被HF酸腐蚀的材料,基于薄膜与衬底间存在的相互作用力(主要包括范德华力、键合力、亲和力与电荷作用力),在铌酸锂薄膜与其他衬底分开后,能够使其重新吸附于衬底,再利用原子力显微镜表征刻蚀边界线的侧壁形貌,即可直接测量畴的深度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于半导体微观结构,具体涉及一种测量铌酸锂薄膜上畴结构深度的方法


技术介绍

1、铌酸锂晶体因具有宽广的透明窗口、优异的非线性光学效应、电光效应、铁电效应和声光效应等性质,在光基技术中被广泛用于制备光调控器件。近年来,得益于离子剥离技术,铌酸锂已经被成功制备出芯片尺寸的单晶薄膜。铌酸锂薄膜不仅能够保留体材料的性质,在器件制备方面,具有微型化和单片集成的能力。传统非线性光学、光波导、电光调制和光折变等在铌酸锂薄膜上得到应用。2011年,铌酸锂畴壁导电能力的发现使得铌酸锂薄膜在铁电存储器和二极管等微电子器件方面有了大的突破。

2、铌酸锂畴结构在准相位匹配过程中扮演着重要的角色。畴壁也伴随着畴结构的制备出现生成,融合与消失的现象。在这些应用中,畴的深度是重要的研究参数,影响光转换效率和畴壁的导电性能。

3、目前,二次谐波法、压电式原子力显微镜法和化学腐蚀法是观测畴结构的主要方法。但是这些方法适用范围有限,如二次谐波法观测薄膜上的畴结构会存在分辨率不足的缺点;压电力原子力显微镜法只能够观测畴的表面现象;化学腐蚀法多用于z切铌酸锂体块材料,不能直接测量铌酸锂薄膜畴结构的深度。


技术实现思路

1、本专利技术的目的在于克服传统技术中存在的上述问题,提供一种测量铌酸锂薄膜上畴结构深度的方法。

2、为实现上述技术目的,达到上述技术效果,本专利技术是通过以下技术方案实现:

3、本专利技术提供一种测量铌酸锂薄膜上畴结构深度的方法,包括如下步骤:</p>

4、s1、采用第一种方式或第二种方式实现铌酸锂薄膜的刻蚀;

5、第一种方式:铌酸锂薄膜上表面旋涂一层光刻胶,经加热、曝光和显影流程,畴结构区域部分面积的光刻胶被去除,与之相邻的未反转区域部分面积的光刻胶被去除;光刻胶边界线或刻蚀边界线与极化方向的夹角≤90°且≠0°;使用等离子体刻蚀机对步骤s1的铌酸锂薄膜进行刻蚀;未被光刻胶覆盖的区域被刻蚀掉,厚度大于铌酸锂薄膜厚度;

6、第二种方式:定点刻蚀铌酸锂薄膜上畴结构区域的部分区域和相邻未反转结构区域的部分区域,刻蚀边界线与极化方向的夹角≤90°且≠0°;刻蚀厚度大于铌酸锂薄膜厚度;

7、步骤s2、铌酸锂薄膜周边涂抹光刻胶或者石蜡;

8、步骤s3、将步骤s2的铌酸锂浸入在hf溶液里,基于hf腐蚀铌酸锂的方向特异性,腐蚀垂直于极化方向的铌酸锂-c面的速度远远大于垂直于极化方向的铌酸锂+c面的速度;浸入一段时间后,铌酸锂刻蚀边界线的侧壁出现结构差异;随后缓慢抽离hf溶液,由于hf在此过程中也会腐蚀衬底,导致铌酸锂薄膜与其他衬底分开,中间存在一层hf溶液,易处于悬浮的状态;抽离hf溶液后,随后静置铌酸锂薄膜至少1min,使得铌酸锂层重新吸附于衬底;

9、步骤s4、将步骤s3的铌酸锂薄膜放置在原子力显微镜表征刻蚀边界线的侧壁形貌,测量畴的深度。

10、进一步地,步骤s1中,铌酸锂薄膜为纳米量级至百微米量级厚度的x切铌酸锂层或者y切铌酸锂层,其衬底上下顺序为包括易被hf酸腐蚀的衬底和不易被hf酸腐蚀的衬底,其中不易被hf酸腐蚀的衬底厚度>5μm。

11、进一步地,步骤s1中的第一种方式中,刻蚀区域的极化方向与刻蚀边界线保持不平行。

12、进一步地,步骤s1中的第一种方式中,刻蚀掉的区域为未被光刻胶覆盖的区域,光刻胶下的区域不被刻蚀掉。

13、进一步地,沿着极化方向,畴结构的长度包含畴结构的刻蚀长度,畴结构的长度大于该刻蚀长度;同理,与畴结构相邻的未反转区域满足该条件,即沿着极化方向,其长度包含刻蚀长度,其长度大于刻蚀长度。

14、进一步地,步骤s3中,hf酸腐蚀的区域为刻蚀边界线的侧壁。

15、进一步地,步骤s3中,铌酸锂薄膜重新吸附于衬底后,采用水溶液清洗铌酸锂薄膜。

16、进一步地,薄膜与衬底间存在的相互作用力主要包括范德华力、键合力、亲和力与电荷作用力。

17、本专利技术的有益效果是:

18、本专利技术提供一种测量铌酸锂薄膜上畴结构深度的方法,铌酸锂薄膜为x切或者y切铌酸锂薄膜,其极化方向位于面内,衬底从上至下包含易被hf酸腐蚀的材料和不易被hf酸腐蚀的材料,基于薄膜与衬底间存在的相互作用力(主要包括范德华力、键合力、亲和力与电荷作用力),在铌酸锂薄膜与其他衬底分开后,能够使其重新重新吸附于衬底,再利用原子力显微镜表征刻蚀边界线的侧壁形貌,即可直接测量畴的深度。

19、当然,实施本专利技术的任一产品并不一定需要同时达到以上的所有优点。

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【技术保护点】

1.一种测量铌酸锂薄膜上畴结构深度的方法,其特征在于,包括如下步骤:

2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,步骤S1中,铌酸锂薄膜为纳米量级至百微米量级厚度的x切铌酸锂层或者y切铌酸锂层,其衬底上下顺序为包括易被HF酸腐蚀的衬底和不易被HF酸腐蚀的衬底,其中不易被HF酸腐蚀的衬底厚度>5μm。

3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,步骤S1中的第一种方式中,刻蚀区域的极化方向与刻蚀边界线保持不平行。

4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,步骤S1中的第一种方式中,刻蚀掉的区域为未被光刻胶覆盖的区域,光刻胶下的区域不被刻蚀掉。

5.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,沿着极化方向,畴结构的长度包含畴结构的刻蚀长度,畴结构的长度大于该刻蚀长度;同理,与畴结构相邻的未反转区域满足该条件,即沿着极化方向,其长度包含刻蚀长度,其长度大于刻蚀长度。

6.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,步骤S3中,HF酸腐蚀的区域为刻蚀边界线的侧壁。

7.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,步骤S3中,铌酸锂薄膜重新吸附于衬底后,采用水溶液清洗铌酸锂薄膜。

8.根据权利要求7所述的方法,其特征在于,薄膜与衬底间存在的相互作用力主要包括范德华力、键合力、亲和力与电荷作用力。

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【技术特征摘要】

1.一种测量铌酸锂薄膜上畴结构深度的方法,其特征在于,包括如下步骤:

2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,步骤s1中,铌酸锂薄膜为纳米量级至百微米量级厚度的x切铌酸锂层或者y切铌酸锂层,其衬底上下顺序为包括易被hf酸腐蚀的衬底和不易被hf酸腐蚀的衬底,其中不易被hf酸腐蚀的衬底厚度>5μm。

3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,步骤s1中的第一种方式中,刻蚀区域的极化方向与刻蚀边界线保持不平行。

4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,步骤s1中的第一种方式中,刻蚀掉的区域为未被光刻胶覆盖的区域,光刻胶下的区域不被刻蚀掉。

【专利技术属性】
技术研发人员:钱月照钱以森
申请(专利权)人:安徽工业大学
类型:发明
国别省市:

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