干法刻蚀机在精密光栅加工中的应用优势

光栅加工是 IBE 离子束刻蚀设备典型应用之一. 上海伯东日本 NS 离子束刻蚀机 IBE, 在光栅加工中, 与其他刻蚀工艺, 如反应离子刻蚀 RIE, 湿法刻蚀等对比, 主要有以下优势

一、刻蚀精度高, 各向异性好

上海伯东 IBE 离子束刻蚀机, 离子束具有方向性强的特点, 刻蚀过程中对材料的侧向侵蚀 (钻蚀)少, 能形成陡峭的光栅槽壁, 适合加工高精度, 高分辨率的光栅 (如中高沟槽密度的光栅).

二、刻蚀均匀性好, 重复性高

上海伯东 IBE 离子束刻蚀机, 离子束能量和束流分布稳定, 对大面积基底的刻蚀均匀性优于许多其他工艺, 适合批量生产中保证光栅性能一致性. 刻蚀均匀性 ≤±5%(部分材料 ±3%).

三、材料适应性广

IBE 刻蚀机属于物理刻蚀, 不依赖化学反应, 可用于金属, 半导体, 绝缘体等多种材料的光栅加工, 尤其适用于难以通过化学反应刻蚀的材料(如某些氧化物, 合金).

上海伯东 IBE 离子束刻蚀机 对于“难去除”的材料比如贵金属(如金和铂), 压电材料(锆钛酸铅 PZT , 铌酸锂 LiNbO3 和 氮化铝钪 AlScN, 或用于 MRAM 和 STT-MRAM 的材料(如 Al 2 O 3 , Ni, Fe, Cr, Co, Cu, Mn 和 Pd 等)同样有着稳定的刻蚀均匀性.

四、刻蚀深度可控性强

上海伯东 IBE 通过调节离子束能量, 刻蚀时间等参数, 可精确控制光栅沟槽深度, 满足不同光学性能需求(如相位匹配, 衍射效率调节).

上海伯东日本 NS IBE 离子束刻蚀光栅加工应用案例

1. 薄膜铌酸锂(LN)光栅耦合器制备: 薄膜铌酸锂在光通信等领域应用广泛, 该工艺可实现侧壁倾角 >80°, 刻蚀速率稳定, 仅用光刻胶作掩模降低了工艺复杂度. 通过调节载物台倾角, 能为刻蚀斜波导光栅提供技术基础, 还可主动优化波导侧壁角度

2. 闪耀罗兰光栅制作: 某研究所使用上海伯东离子束蚀刻机 10IBE 制作闪耀罗兰光栅, 制造出的光栅比其他工艺制造的产品整体衍射效率高 25%, 实现了高衍射效率闪耀罗兰光栅制作, 且工艺可控, 稳定.

3. AR 眼镜斜光栅制备: 在 AR 眼镜的斜光栅光波导制备中, 由于均匀性问题, 难以直接采用反应型刻蚀方案, 可采用 IBE 或反应离子束刻蚀 RIBE 技术. 先在基底上镀硬掩模层, 旋涂抗蚀剂层, 经曝光图案化后, 将抗蚀剂图案转移到硬掩模层, 再通过刻蚀工艺去除剩余抗蚀剂层和硬掩模, 可获得具有出色均匀性的斜光栅.

4. GaN光栅制造: GaN 光栅在光电子器件领域具有重要应用前景, 某研究采用 IBE 工艺制造硅基 GaN 光栅, 通过研究不同蚀刻倾斜角对 GaN 光栅光学性能的影响, 建立了带有蚀刻倾斜角的硅基 GaN 光栅结构模型, 分析了光栅厚度, GaN 膜层厚度等参数对其光学性能的影响, 为制造 GaN 反射光子器件如折射率传感器, 耦合器等提供了理论支持.

上海伯东提供 4-8寸 IBE 离子束刻蚀机, 可以实现 ICP 或 RIE 无法进行的刻蚀, 通过干法, 纳米级别材料的表面刻蚀, 几乎满足所有材料. 例如磁性材料, 黄金 Au, 铂 Pt, 合金等金属及复合半导体材料.

IBE 离子束刻蚀机离子束角度可以 ±90°任意调整, 刻蚀可以根据需要做垂直, 斜面等等加工形状, 刻蚀均匀性 ≤±5%(部分材料 ±3%).

伯东公司超过 50年的离子刻蚀市场经验, 拥有庞大的安装基础和经过市场验证的刻蚀技术!