【正文】 工工藝 微結(jié)構(gòu)元件微電子技術(shù)的迅速發(fā)展，把薄膜的制備和微細(xì)加工技術(shù)推向了一個(gè)嶄新的水平，用傳統(tǒng)的濕法或干法刻蝕已能使以硅為代表的半導(dǎo)體薄膜的微細(xì)圖形達(dá)到亞微米水平。 微加工技術(shù)微加工技術(shù)誕生于IC制造業(yè)，在不斷克服瓶頸的過(guò)程中取得了長(zhǎng)足的發(fā)展，應(yīng)用于諸多領(lǐng)域。有選擇地用一定波長(zhǎng)和強(qiáng)度的光波透過(guò)掩膜版照射光刻膠，使照射部分的膠膜發(fā)生光化學(xué)反應(yīng)。去除基片表面留下的光刻膠，基片表面微結(jié)構(gòu)形成。芳香性聚合物主要應(yīng)用在365nm和258nm光刻膠材料中，而在193nm和157nm光刻技術(shù)中因芳香環(huán)的強(qiáng)烈吸收只能用脂肪環(huán)材料。濕法刻蝕即化學(xué)腐蝕，屬各向同性刻蝕，刻蝕邊緣多是圓弧形，精度低，不宜刻蝕小于3um的圖形。（３）固膠光刻。在這方面，許多國(guó)家都進(jìn)行了有益的探索。 本文工作及研究意義隨著強(qiáng)激光系統(tǒng)的發(fā)展，對(duì)材料的介電系數(shù)、抗激光損傷閾值、熱穩(wěn)定性能、機(jī)械強(qiáng)度等提出了更高的要求。下表為幾種高折射率材料的性質(zhì)對(duì)比。 實(shí)驗(yàn)用主要原料中文名英文名分子式分子量狀態(tài)密度（g/cm3）無(wú)水乙醇Ethanol(EtOH)C2H5OH無(wú)色透明液體~苯甲酰丙酮Benzoylacetone(BzAch)C10H10O2白色固體乙酰丙酮Acetylacetone(AcAc)C5H8O2無(wú)色透明液體~叔丁氧基鉿Hafnium tbutoxide(HTB)Hf(OC(CH3)3)4無(wú)色透明液體~ 反應(yīng)方程及原料配比，這里R代表—C(CH3)3基團(tuán)，苯甲酰丙酮反應(yīng)過(guò)程與乙酰丙酮類(lèi)似，不再贅述。旋涂鍍膜時(shí)環(huán)境濕度控制在55%以下，溫度25℃左右。C 顯影% 的無(wú)水乙醇。 光譜分析 紅外光譜在曝光、顯影及高溫?zé)崽幚磉^(guò)程中薄膜的物質(zhì)構(gòu)成會(huì)發(fā)生變化，因此對(duì)工藝過(guò)程中的薄膜組分進(jìn)行了傅立葉紅外光譜分析。在253nm處及200nm以下的吸收峰對(duì)應(yīng)BzAch中的苯基。實(shí)驗(yàn)中還做了先150℃熱處理再曝光和先曝光再150℃熱處理的過(guò)程，發(fā)現(xiàn)和未封閉的結(jié)果基本一樣。旋涂法依靠離心力成膜，速度越大，膜越薄。對(duì)光柵的結(jié)構(gòu)形貌進(jìn)行了測(cè)量，指出了還需改進(jìn)的地方。設(shè)想把不同顆粒大小的溶膠混合在一起，可以調(diào)節(jié)凝膠薄膜的孔隙率，起到調(diào)節(jié)折射率的作用。C．顯影特性 摻雜樣品顯影特性樣品顯影液顯影效果+15%PVP無(wú)水乙醇較易顯影制得25um線寬光柵結(jié)構(gòu)HfO2:SiO2=2:1冷無(wú)水乙醇不能顯影熱無(wú)水乙醇不能顯影HNO3+無(wú)水乙醇顯影，制得25um線寬光柵結(jié)構(gòu)但光柵表面有許多凸起皺紋 色分離光柵在慣性約束聚變（ICF）驅(qū)動(dòng)器中，激光經(jīng)兩塊KDP晶體后，[22]。其工藝過(guò)程見(jiàn)下圖 光敏SolGel制作色分離光柵工藝圖，進(jìn)一步我們希望考慮介質(zhì)的吸收、色散等因素后對(duì)實(shí)際制備的光柵理論計(jì)算與模擬以更好地指導(dǎo)實(shí)驗(yàn)。（4）HfO2介質(zhì)的色分離光柵的制作以及光柵分離效率的計(jì)算和測(cè)量。把分割為寬度為的個(gè)窄條，…。因子與前一維周期衍射屏一致，而光瞳函數(shù)為： （3） 對(duì)于零級(jí)衍射，取得極大值。得透射光強(qiáng)： （5）反射光強(qiáng)： （6）這里為入射光強(qiáng)。圖4給出了互補(bǔ)色的對(duì)應(yīng)關(guān)系。論文完成之時(shí)恰逢同濟(jì)大學(xué)百年華誕，祝愿同濟(jì)大學(xué)在新的百年里更加輝煌。他學(xué)識(shí)淵博，和藹可親，本文的選題、實(shí)驗(yàn)和撰寫(xiě)正是在他的指導(dǎo)下完成的。的極大值在地方，極小值在的地方，的極大值和極小值位置剛好對(duì)調(diào)。要求基頻與二倍頻滿足此關(guān)系，則（為整數(shù)且不是3的倍數(shù)，這里把寫(xiě)成是考慮到介質(zhì)的色散），得： （4）以HfO2為例，設(shè)=，對(duì)于1064nm，531nm，355nm，分別取1，2，3，得nm。它們匯聚于透鏡焦面上的點(diǎn)。yr228。5 總結(jié)與展望 工作總結(jié)（1）本文以叔丁氧基鉿為前驅(qū)體，乙酰丙酮和苯甲酰丙酮為螯合劑配制了HfO2溶膠。能否實(shí)現(xiàn)三種諧波的分離，是慣性約束聚變實(shí)驗(yàn)中的一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)。而且相比較單元的ZrO2光敏溶膠，二元復(fù)合SiO2/ZrO2溶膠經(jīng)水解反應(yīng)后其三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)導(dǎo)致SiO2/ZrO2光敏凝膠薄膜較為疏松，鍍制的薄膜要比單元ZrO2薄膜更厚。鍍制多層膜時(shí)非常重視膜層匹配問(wèn)題，包括應(yīng)力匹配、折射率匹配等。使用普通玻璃基片，提拉速度控制在2~4inch/min膜的均勻性較好，膜厚50nm左右；旋涂時(shí)高速1800r/min左右，可以鍍出很均勻的薄膜，膜厚在100nm左右。因此紫外線的能量可以引發(fā)化學(xué)反應(yīng)。這是因?yàn)槟z膜具有納米尺度的多孔結(jié)構(gòu)，在熱處理過(guò)程中，有機(jī)成分揮發(fā)時(shí)的毛細(xì)管收縮作用導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)收縮，使得薄膜結(jié)構(gòu)致密化，隨著熱處理溫度的升高，薄膜厚度變薄，折射率升高[19]。為了方便比較，對(duì)實(shí)際圖譜進(jìn)行了上下平移處理，所以圖中的峰位高低只具有相對(duì)意義。若光柵結(jié)構(gòu)出現(xiàn)，迎著日光燈可觀察到彩色條紋，在顯微鏡下可觀察到光柵結(jié)構(gòu)。光源為全波段（280~420nm），1kW的條形紫外燈管。為了精確稱(chēng)量各原料，先將它們配成無(wú)水乙醇的稀釋溶液，再進(jìn)行反應(yīng)，（1）AcAc標(biāo)準(zhǔn)溶液 ＶAcAc: VEtOH = 1: 10（2）BzAch標(biāo)準(zhǔn)溶液 cBzAch = mol/L（3）H2O標(biāo)準(zhǔn)液 ＶH2O : VEtOH = 1: 40 各標(biāo)準(zhǔn)液實(shí)用量名稱(chēng)BzAch標(biāo)準(zhǔn)液AcAc標(biāo)準(zhǔn)液H2O標(biāo)準(zhǔn)液第一批（單位：ml）第二批（單位：ml） 。制作光柵還需引入光敏劑，乙酰丙酮和苯甲酰丙酮恰好有所需性質(zhì)。目前制作HfO2薄膜微結(jié)構(gòu)主要采用物理方法，如磁控濺射，電子束蒸發(fā)等，物理方法有其優(yōu)勢(shì)的同時(shí)顯露了制膜條件苛刻，成膜面積小，抗激光損傷閾值低等缺點(diǎn)。采用汞燈作曝光光源，引發(fā)曝光部分的甲基丙烯酸聚合，利用聚合部分與未聚合部分在乙醇溶劑中的溶解度差制備了周期為4um的衍射光柵。（４）刻蝕。其刻蝕速率高，具有良好的方向性和選擇性，分辨率可高達(dá)10nm。按波長(zhǎng)可分為紫外、深紫外和極紫外光刻；按曝光方式可分為接觸式/接近式光刻和投影光刻。光刻膠在曝光之后浸入顯影液中，在顯影過(guò)程中，正性光刻膠曝過(guò)光的區(qū)域溶解得快，理想情況下未曝光的區(qū)域保持不變。利用光刻膠的感光部分與未感光部分在顯影液中的溶解度差，把易溶解部分去掉，光刻膠中形成所需的微結(jié)構(gòu)。A．傳統(tǒng)光刻技術(shù)傳統(tǒng)光刻技術(shù)是目前最實(shí)用也是最成熟的加工工藝，形成了一整套系統(tǒng)方法。然而像鐵電薄膜（如PZT、PLZT、BST等）、超導(dǎo)薄膜（如YBCO等）、透明導(dǎo)電薄膜（如ITO、SnO2等）等功能性薄膜，由于含有多個(gè)組分，每種組分對(duì)光刻介質(zhì)的敏感程度不一，要在不降低薄膜功能的前提下獲得規(guī)整的亞微米級(jí)圖形仍然存在很多困難。（3）溶膠凝膠反應(yīng)過(guò)程易于控制，可以調(diào)控凝膠的微觀結(jié)構(gòu)。膜的厚度主要受如下兩種力控制：（1）運(yùn)動(dòng)基片對(duì)鍍液向上的拉力（2）重力（?。┙n（ⅱ）提拉（ⅲ）溶劑揮發(fā) 浸漬提拉鍍膜示意圖研究表明有以下公式[4] Pastirik ?。ǎ?（） Yoldes （濕薄膜） （） （） Strawbridge和James關(guān)系 （） （）式中：為膜厚； 、為溶膠的黏度和密度；為基片提拉速度；為重力加速度；為液氣表面張力。除了上述的醇鹽水解線路以外，還有一種工業(yè)上常用的機(jī)械分散法，這里不再介紹。金屬醇鹽的水解反應(yīng)和縮聚反應(yīng)是均相溶液轉(zhuǎn)變?yōu)槿苣z的根本原因，控制醇鹽的水解縮聚條件如：加水量、催化劑、溶液的pH以及水解的溫度等是制備高質(zhì)量溶膠的前提。這一系列認(rèn)識(shí)的提高，使80年代成為溶膠凝膠科學(xué)技術(shù)發(fā)展的高峰時(shí)期。[關(guān)鍵詞] 溶膠凝膠，鍍膜，紫外曝光，顯影，光柵[Abstract] Hafnium oxide has excellent physical and chemical properties. It is high optical index (~) and low absorption materials used in particular for optical coatings operating between the near UV and IR regions. In this article, hafnium oxide was prepared by a solgel process. The material was synthesized using hafnium tetrabutoxide which was dissolved in ethanol and mixed with acetylacetone and benzoylacetone.