反应离子束刻蚀二氧化硅和硅研究

应用CF_4、C_4F_8、CF_3I等反应气体SiO_2、单晶硅进行刻蚀研究.研究了刻蚀速率与离子能量、束流密度、入射角的关系、所得 SiO_2对单晶硅刻蚀选择比分别为 9:1(CF_4)、15:1(C_4F_8).刻蚀后,观察到表面有微量氟碳聚合物,但可用适当方法将氟碳沾污物予以消除.实验表明,C_4F_8反应气体是用于刻蚀SiO_2-Si 系统的较好气体,而CF_3I气体则否. 本文主要报道应用CF_4、C_4F_8在反应离子束刻蚀、镀膜装置(RIBC)中刻蚀SiO_2和Si的实验结果.     

单源低能离子束辅助沉积类金刚石薄膜结构及性能研究

用单源低能氩离子束辅助沉积（ＩＢＡＤ）法制备了非晶碳薄膜．氩离子能量为４００－１５００ｅＶ．膜面光滑致密，与衬底的结合力较高。用Ｒａｍａｎ，ＦＴＩＲ，ＨＲＴＥＭ，ＴＥＤ，ＳＥＭ，ＥＲＤ及ＲＢＳ研究了薄膜的形貌、结构和组分，测量了膜的电阻率、显微硬度及摩擦系数．薄膜为无定形的类金刚石（ＤＬＣ）．其中含氢约为２０５ａｔ．－％，碳原子与氢原子几乎没有形成Ｃ－Ｈ键．随着离子束能量及束流的增加，显微硬度、摩擦系数增加，电阻率减小．硬度增加是由于薄膜致密度的增加，而电阻率降低是由于膜中金刚石键（ｓｐ~３键）含量减少的缘故．     

低能Ar离子束辅助沉积Ag(111)薄膜

采用低能Ar离子束辅助沉积方法,在Mo/Si(100)基底上制备Ag膜。实验发现,用Ar离子束溅射沉积的Ag膜呈(111)择优取向。若在溅射沉积Ag膜的同时,用能量为500eV的Ar离子束沿衬底法线方向对Ag膜进行辅助轰击,当离子/原子到达比为0.06时,Ag膜呈(111)择优取向;当离子/原子到达比增大到0.18时,Ag膜呈(111)和(100)混合晶向。若Ar离子的入射角为35.26°,离子/原子到达比为0.06时,Ag膜呈(111)择优取向;当离子/原子比增大到0.18时,Ag膜呈(111)和微弱的(100)混合晶向。若Ar离子的入射角为54.7°,离子/原子到达比为0.06时,沉积的Ag膜呈很强的(111)择优取向。     

离子束辅助沉积铪薄膜晶粒的择优取向

采用离子束辅助沉积方法(IBAD)在Si(111)衬底上沉积了铪薄膜. 实验发现 在铪膜生长时, 轰击铪膜的Ar+离子的能量、入射角度和束流密度对薄膜的晶粒取向有很大的影响. 当Ar+离子的能量为500 eV、入射角为75°、束流密度为0.9 A/m2时, 铪膜为(110)择优取向. 当束流密度大于1.2 A/m2时, 铪膜以(002)、 (100)混合晶向为主, 而与Ar+离子的入射角度无关. 讨论了铪膜晶粒取向的转变机制, 认为铪膜晶粒的择优取向, 不是单纯地取决于基于沟道效应的溅射机制, 或取决于基于能量极小原理的表面能最小或表面应力最小的面生长较快的机制, 而是影响薄膜生长的各种因素互相竞争、共同作用, 在非平衡态条件下表面能极小化的结果.     

镀铂栅极抑制电子发射性能研究

利用离子束辅助沉积（IBAD）方法在Mo栅极表面上沉积Pt膜，采用试验二极管方法测量和比较阴极活性物质Ba，BaO蒸发到镀铂栅极和纯钼栅极表面上后的电子发射性能。采用XRD，EDX，XPS等测试手段对其栅极表面进行对比分析和表征。实验结果表明：镀铂栅极具有明显的抑制电子发射性能，并初步探讨了离子束辅助沉积Pt膜抑制栅电子发射的机理。     

铁电薄片的损耗角正切

本文研究粗磨、细磨、机械抛光和离子研磨四种不同的表面处理方法对LiNbO_3和LiTaO_3铁电晶体薄片损耗角正切的影响,对所得到的结果进行了简略的讨论。实验发现,对离子研磨样品进行中温热处理可以有效地降低薄片的损耗角正切。     

离子束溅射刻蚀

离子束溅射刻蚀、离子刻蚀、离子铣以及离子磨削等实属同一概念。离子束能刻蚀任何材料并能加工精细的几何图形。其刻蚀精度仅取决于光刻的水平及其掩膜的性质。目前,离子束溅射刻蚀已能加工出80埃的线条,而化学腐蚀所能达到的极限则为2微米线宽,且有边界轮廓模糊不清、钻蚀、沾污等缺点。离子束溅射刻蚀最突出的优点是窗壁的角度可以控制。这是通过选择入射角度和旋转靶子来完成的,这对金属化覆盖台阶来说极为重要。例如,对镍铁合金,当离子束以0～15度的入射角射到旋转着的靶板时可刻蚀出近于垂直的壁,而其它相关的刻蚀工艺都不能控制窗壁的角度。     

低能离子溅射引起表面损伤的研究

本文应用背散射沟道技术研究了低能离子轰击不同晶向表面所引起的晶格损伤与离子能量、剂量的关系,讨论了损伤形成的动力学过程。     

镍基合金上离子束辅助沉积双轴取向的YSZ膜—YBCO超导膜缓冲层

用双离子束辅助沉积（ＩｏｎＢｅａｍＡｓｉｓｔｅｄＤｅｐｏｓｉｔｉｏｎ，ＩＢＡＤ）方法在Ｎｉ－Ｃｒ合金上合成了具有（００ｌ）择优取向，平面双轴排列的ＹＳＺ膜（Ｙ２Ｏ３－ＺｒＯ２）作为ＹＢＣＯ超导膜缓冲层。辅助轰击离子束方向与衬底法线的夹角５４０左右时可获得最佳的（００ｌ）择优效果。８０００Ｃ高温退火后其结构有较大的改善。在其上用ＭＯＣＶＤ方法生长的ＹＢＣＯ膜的Ｔｃ＝８８Ｋ，Ｊｃ＝１０×１０４Ａ／ｃｍ２（０Ｔ，７７Ｋ），并且从Φ扫描的结果说明了ＹＳＺ缓冲层上ＹＢＣＯ膜的生长机制。