我国首批离子刻蚀机产品研制成功

离子束刻蚀技术是近十年来迅速发展的一种超精细加工技术。利用离子束轰击固体表面时发生的溅射效应来剥离加工任何固体工件上的几何图形。刻蚀的图形有极高的分辨率,沟槽深度和槽壁倾角可控,无钻蚀现象,表面应力小。而且加置相应机构还能兼作溅射沉积、减薄、抛光、清洗,表面织构等工作。     

离子束刻蚀技术

一、概述离子束刻蚀技术是从70年代起随着固体器件向亚微米级线宽方向发展而兴起的一种超精细加工技术,它是利用离子束轰击固体表面时发生溅射效应来剥离加工器件上所需要的几何图形的。离子束刻蚀这种新工艺与机械加工、化学腐蚀、等离子体腐蚀、等离子体溅射等工艺相比较,具有以下特点:(1)对加工材料具有非选择性,任何材料包括导体、半导体、绝缘体都可以刻蚀;(2)具有超精细的加工能力。它能刻蚀加工非常精细的沟槽图形,是属于微米级和亚微米级加工,甚至能刻出0.008μm 的线条。(3)刻蚀的方向性好,分辨率高.     

RIBE-5型反应离子束刻蚀机

反应离子束刻蚀技术是近年来发展起来的一种微细加工技术，它利用反应离子束轰击团体表面时发生的溅射效应和化学反应剥离加工工作上的几何图形。具有极高的分辨率，能够控制槽深和槽壁角度，表面应力小。反应离子束刻蚀技术已有效地用于研究和制造大规模和超大规模集成电路，声表面波器件，磁泡存储器，微波器件，集成光路，超导器件，闪烁光栅等。本文叙述了一台ＲＩＢＥ－５型反应离子束刻蚀机的工作原理、结构特点、技术性能和刻蚀工艺实验结果．     

低能大面积离子束技术的发展和应用

一、引言低能(<5KeV)大面积(束径几厘米以上)离子束技术,是利用离子与固体表面的一些相互作用过程如溅射、低能注入、激活反应、表面织构、碰撞混合和相变等发展起来的新技术。主要内容包括刻蚀加工、薄膜生长和材料改性。自1953年首次利用离子束溅射减薄透射电镜观察用样品、特别是1965年刻蚀出0.25微米的金—铂超精细线条和美国航宇局路易斯研究中心把大面积考夫曼型离子源用于微电子器件的各种溅射工艺以来,这些技术得到了迅速发展和广泛应用。目前它已成为发展大规模、超大规模集成电路和其     

一些金属,半导体和化合物的Ar^＋溅射产额

离子溅射技术已广泛地应用于现代工艺和研究领域的许多方面,成为一种重要的技术手段。表面分析技术结合溅射剥离技术可以获得固体成份的深度分布,这在许多研究工作中和应用技术领域中有着重要意义。此外,在基片上用溅射法进行薄膜的沉积;利用溅射可以获得原子级的清洁表面;对薄膜进行深度剖面分析和实现深度细微加工等。     

离子束溅射淀积速率的计算

一、引言离子束溅射技术已广泛应用于表面刻蚀和制备薄膜。由于离子束电流强度和加速电压能够独立地调节,并且衬底与离子源之间有较大的距离,因而离子能量、电流密度、衬底温度和离子束入射角都能分别控制。离子束溅射还能在比通常的射频、磁控溅射镀膜为高的真空     

Ti-O薄膜的溅射刻蚀微形貌表面对内皮细胞生长的影响

利用磁控溅射合成具有一定特性的Ti-O薄膜,并采用Ar离子溅射刻蚀该薄膜表面.运用原子力显微镜(AFM),X射线衍射(XRD)对刻蚀后的薄膜表面微观形貌、微结构进行表征.结果表明薄膜的结构未发生变化,表面的粗糙度减小.进一步的人脐静脉内皮细胞(HUVEC)种植实验表明表面粗糙度的变化对内皮细胞的贴附、生长与增殖有很大的影响.     

离子束刻蚀的束流回路控制

离子束刻蚀是70年代迅速发展起来的一种超精细加工新技术,它是利用离子束轰击固体表面的溅射现象,刻蚀固体表面,利用掩模,可加工出各种精细图形。在缺乏深度终点控制器的情况下,离子束流的稳定度关系到加工深度的精确控制,是离子束刻蚀机的重要指标。影响束流稳定的因素很多,如工作气体流量,阳极电压,真空室温度变化,阴极灯丝的蒸发,离子源栅极引出系统热变形等。因而提高束流稳定度是个重要而困难的问题。我们利用离子束刻蚀工艺制作沟槽栅声表面波器件,为了满足器件对沟槽深度分布的精度要求,需要提高束流稳定度,为此我们采用了束流回路控制方法。这方法是利用束流采样控制     

基于AFM氮化硅探针刻蚀方法制作聚碳酸酯纳米光栅

基于原子力显微镜(AFM)探针的纳米机械刻蚀技术以其成本低、分辨率高的优势被广泛应用于各种纳米元器件的制造中.为了得到最优的光栅结构,首先通过单次刻蚀实验定量分析了刻蚀方向、加载力和刻蚀速率等3个主要加工参数对所得纳米沟槽形貌和尺寸的影响,给出了普通氮化硅探针对聚碳酸酯(PC)的加工特性及加工效率.然后通过改变沟槽间距(100~500 nm)得到了不同周期的纳米光栅结构,并确定了这种探针与样品的组合对间距的要求及最佳加工参数:沿垂直于微悬臂长轴向右刻蚀,加载力2.3μN,刻蚀速率2.6μm/s.最后利用该技术对实验室已有原子光刻技术所得周期为213 nm的一维Cr原子光栅结构进行了复制加工,得到了均匀的213 nm一维光栅,证明这种基于AFM探针的纳米机械刻蚀技术可被广泛应用于纳米加工.     

LIPS200离子推力器羽流污染地面试验研究

为系统地了解离子推力器羽流的沉积、溅射污染效应,评估其污染程度,进而指导离子推力器的安装布置位置,本文对20 cm离子推力器的羽流污染效应进行了地面试验研究。实验内容主要采用石英微量天平测量模拟星体敏感部件及太阳能电池帆板等9处不同位置的溅射、沉积污染率。结果显示离子推力器地面试验沉积效应和溅射刻蚀效应同时存在,在半角72°以外的区域主要表现为沉积效应,在半角32°的位置溅射刻蚀效应明显;溅射率随被测点与推力器束流轴线的夹角的增大成Reynolds分布趋势。     

低能大流强氢离子辐照对钨的刻蚀行为

在聚变相关的钨(W)偏滤器辐照下,研究了低能大流强氢(H)离子辐照对多晶钨材料的刻蚀行为。使用扫描电子显微镜(SEM)、导电原子力显微镜和基于SEM的电子背散射衍射等手段研究了大流强(~10²² ions/m²·s)、剂量为1.0×10²⁶ ions/m²、能量为5~200 eV的氢离子辐照对多晶W材料表面刻蚀行为的影响。结果表明,随着H离子辐照能量的增加W的溅射率迅速提高,W表面发生刻蚀后产生条纹状结构,而且同一晶粒上条纹的方向具有一致性,条纹两侧的缺陷分布明显不同,意味着W表面的刻蚀优先沿某一特定晶面方向进行。     

氢等离子作用下Fe、Co对金刚石膜刻蚀的研究

金刚石具有很高的硬度,加工困难,为寻找一种刻蚀效率较高的材料,利用微波等离子体化学气相沉积（MPCVD）技术,在氢等离子体作用下,研究了Fe、Co对CVD金刚石膜表面的刻蚀效率。用SEM观察刻蚀效果,用Raman光谱对其表面结构进行表征。结果表明：在氢等离子体的作用下,Fe、Co对金刚石表面都有明显的腐蚀作用,其中Fe的刻蚀速率较高,并且可以通过对溶碳材料的厚度控制,来实现对刻蚀速率与刻蚀量的有效控制。对刻蚀后的样品用混合酸及丙酮处理后,得到了可与原始金刚石相媲美的质量。     

微静电陀螺仪的结构设计与工艺实现

为了探索微机械陀螺突破精度极限的新途径,设计了一种基于环形转子、体硅加工工艺、转子5自由度悬浮的硅微静电陀螺仪.采用玻璃-硅-玻璃键合的三明治式微陀螺结构,提出了包括双边光刻、反应离子刻蚀(RIE)、电感耦合等离子体(ICP)刻蚀、玻-硅静电键合、硅片减薄、多层金属溅射等关键工艺的加工路线.在工艺设计中采用铝牺牲层对转子进行约束,在第2次玻-硅键合后再通过湿法去除牺牲层,以得到可自由活动的转子.基于提出的体硅工艺路线,成功加工出了微陀螺敏感结构,并完成了转子5自由度悬浮和加转实验,测试结果表明大气环境下转子转速可达73.3 r/min.     

硅基MEMS三维微电极阵列的超电容特性

三维微电极是一种具有空间结构优势、电化学性能比二维微电极更加优越的微型储能结构.本文提出一种基于光刻、感应耦合等离子体刻蚀和溅射等MEMS工艺加工三维结构硅基微电极阵列的新方法.采用电化学阴极沉积工艺在微电极表面制备了纳米氧化钌功能薄膜.借助扫描电子显微镜、循环伏安测试和电化学交流阻抗谱测试等手段对三维微电极的表面形貌和电化学性能进行了表征,系统研究了阴极沉积电流密度、电沉积时间以及硅基微结构表面"微草效应"对三维微电极超电容特性的影响.所制备三维微电极的比电容达到1.57 F/cm2,与平面电极比电容0.42 F/cm2相比明显提高,而电化学阻抗比二维平面微电极显著降低.相关实验数据表明基于MEMS技术加工的三维结构微电极具有优于平面电极的电化学电容储能特性.     

薄膜组分深度分布测量中的一些问题

在薄膜与界面性质研究中,重视组分的深度分布测量,即所谓的深度剖面分析。主要是指用离子轰击表面,将样品表面一层一层地溅射剥离,同时测量一种或多种组分随离子溅射表面的时间(即剥离深度)的变化.第一部分对离子束参数的选择作了论述。离子对样品表面的剥离速度,即溅射速率,与样品种类、离子种类、离子束流密度和能量、离子束入射角等因素有关。进行剖面分析时,应根据具体情况选定溅射速率.溅射速率的调整由改变离子束流密度来实现。第二部分介绍了间断溅射与连续溅射两种不同的方式,以及它们的区别和在不同情况下的选择应用.第三部分讲述能区选择,一般情况下在做俄歇部面分析时,能区应按实测的俄歇谱来确定,还可根据情况决定对所选能区做必要的修正。第四部分是定量组分剖面分析。第五部分是界面宽度与溅射剥离深度.第六部分是关于 SIMS 剖面的实验结果和说明.     

太阳电池用绒面结构ZnO-TCO薄膜及光管理研究进展

主要阐述了近年来薄膜太阳电池用绒面结构氧化锌(ZnO)透明导电氧化物(Transparent conductive oxides,TCO)薄膜以及光管理设计方面的研究进展。主要包括溅射湿法刻蚀技术、等离子体刻蚀玻璃衬底技术、等离子体处理修饰ZnO薄膜表面技术、修饰层改善ZnO薄膜表面技术、梯度杂质掺杂技术、复合特征尺寸生长设计以及直接生长绒面结构ZnO薄膜技术和宽光谱ZnO薄膜生长设计等。此外,对薄膜太阳电池中的先进光管理(Light management)结构设计及新材料应用进行了探讨和展望。     

印制电路板表面沾污表征技术

通过选用扫描电子显微镜结合X射线能量谱分析和XPS能谱分析配合平行成像技术,对印制电路板表面沾污进行分析,测量结果存在较大差异。通过设计氩离子刻蚀清洁样品表面实验对两种方法的测量结果差异性进行分析,结果表明,印制电路板表面沾污主要来源于样品表层污染。因此,两种分析技术中具有表面分析功能的XPS能谱分析配合平行成像技术更具优势,可以较为准确地探测表面污染元素的种类、含量以及各污染元素在样品表面的分布状况,对查找器件失效原因具有指导意义,值得推广和应用。     

基于线算法的ICP深反应离子刻蚀模型

电感耦合等离子体(ICP)刻蚀是目前集成电路与微机电系统制造的关键工艺之一.利用一种改进的复合交替深刻蚀(TMDE)模型对ICP深反应离子刻蚀(Deep-RIE)进行了工艺仿真建模.根据深反应离子刻蚀中Footing效应的实验特征,提出了针对这一现象的表面描述方程,并借助实验手段确定了该表面描述方程中的参数,从而为模型添加了一种简单有效的Footing效应模拟模块.最后对Deep-RIE和Footing效应刻蚀表面进行模拟,验证了模型的有效性和可用性.     

刻蚀处理对钛表面形貌的影响

发展电化学刻蚀和化学刻蚀技术,对钛表面进行处理,并应用扫描电镜、X射线衍射方法对其表面进行表征,探讨电化学刻蚀钛表面形成微观结构的机理.结果表明,经刻蚀后钛表面形成了纳米级微观结构,提高了表面粗糙度,可增强生物材料涂层与钛基底的结合强度.     

氧化铝薄膜磁控溅射工艺参数对PET基体温度的影响

研究了在柔性基体PET上磁控溅射氧化铝薄膜的过程中,离子刻蚀、负偏压和溅射功率对基体温度的影响,结果表明3个参数都对基体温度产生影响,为了防止PET的受热变形,离子刻蚀功率应控制在500W以下,负偏压应控制在200V以下,溅射功率应低于1000W.