聚焦离子束(FIB)直写技术研究

简单介绍了聚焦离子束的工作原理,以及在微电子行业中的应用.具体讨论了聚焦离子束在制备纳米图形中的影响因素,包括不同的加工参数,如离子束电能量、离子束电流、驻留时间,以及不同的制备方法产生的各效应,包括再沉积、结构干涉再沉积,对结构形貌的影响,从而确定各参数在纳米图形制备过程中的应用.实验结果表明,离子束能量改变了入射离子去除材料的能力、离子束电流改变了制备图形(线、方)结构的深宽比,驻留时间的变化增加了刻蚀结构中再沉积效应.     

氮化硅的ECCP刻蚀特性研究

本文对氮化硅的增强电容耦合等离子刻蚀进行研究,为氮化硅刻蚀工艺的优化提供参考。针对SF_6+O_2气体体系,通过设计实验考察了功率、压强、气体比、氦气等对刻蚀速率和均一性的影响,并对结果进行机理分析和讨论。实验结果表明:功率越大,刻蚀速率越大,与源极射频电力相比,偏置射频电力对刻蚀速率的影响更为显著;压强增大,刻蚀速率增大,但压强增大到一定程度后,刻蚀速率基本不变,刻蚀均匀性随着压强增大而变差;在保证SF_6/O_2总流量保持不变下,O_2的比例增大,刻蚀速率先增大后减小,刻蚀均匀性逐步变好;He的添加可以改善刻蚀均匀性,但He的添加量过多时,会造成刻蚀速率降低。     

聚焦离子束制备透射电子显微镜样品的两种厚度判断方法

透射电镜样品的厚度是透射电镜(TEM)表征中一个重要参数,快速准确地判断样品厚度是制备高质量样品的前提.本文通过使用聚焦离子束(FIB)制备了带有厚度梯度的透射电镜样品(Si、SrTiO3和LaAlO3),并提出两种制样过程中快速判断厚度的方法.第一种通过扫描电子显微镜(SEM)的衬度变化经验地判断样品的厚度;第二种是用FIB在样品边缘切一个斜边,通过SEM测量斜边侧面的宽度用几何方法推断样品的厚度.这两种方法都通过会聚束电子衍射(CBED)和电子能量损失谱(EELS)测量的厚度作为检验标准.对比认为,样品较薄时用SEM衬度测厚比较合适;样品比较厚时用几何方法测量比较直接.     

ICP刻蚀优化及在多波长分布反馈式激光器阵列中的应用北大核心CSCD

研究了CH_4/H_2/Cl_2感应耦合等离子体刻蚀技术中的关键工艺参数对刻蚀性能的影响。通过对CH_4/H_2/Cl_2气体流量及流量比的优化,在自行设计的InP/InGaAlAs多量子阱结构的外延片上,实现了一种高速低损耗、形貌良好的Bragg光栅制作方法。基于优化后的工艺参数制作了多周期结构的λ/4相移光栅,实现了单片集成的四波长1.3μm分布反馈式激光器阵列。该激光器阵列中激光器的阈值电流典型值为11mA,外微分效率可达0.40 W/A,且实现了边摸抑制比大于46dB的稳定的单纵模激光输出。研究结果表明优化后的ICP光栅刻蚀工艺具有良好的刻蚀精度和可靠性。     

热氧化方法制备直径可控的有序硅纳米线阵列

采用金属辅助化学刻蚀方法结合纳米球模板技术制备出了有序硅纳米线阵列.硅纳米线阵列经过高温热氧化形成一定厚度的氧化层,再使用稀释的HF溶液去除表面氧化层得到可控直径/周期比、低孔隙密度的有序纳米线阵列.主要研究了氧化温度、氧化时间对硅纳米线形貌的影响,并根据扩展的Deal-Grove模型计算了硅纳米线氧化层厚度与氧化时间的关系,讨论了氧化过程中应力分布的影响,理论计算结果与实验结果一致.最后,采用两步氧化的方法制备出了低直径/周期比(约0.1)、低孔隙密度的有序硅纳米线阵列.     

氢气刻蚀法制备Pt/CNTs复合材料及其热稳定性

采用碳化硅高温热分解法制备整齐排列的直立碳纳米管阵列,并对其进行Pt金属粒子修饰,通过氢气刻蚀法可以将闭口碳纳米管阵列开口,并将Pt纳米粒子嵌入到碳纳米管中。这种新型Pt/CNTs复合材料具有独特的电子限域效应,有助于抑制金属催化剂的烧结,对提高其后续催化活性和应用性能有着重要意义。     

基于Crs系列旋转岩盘仪的酸岩非均相反应研究

为了解决油田酸液体系和措施工艺单一、作用范围有限的问题,研究对比不同酸液与储层岩石反应规律。通过Crs系列旋转岩盘仪模拟实际油田高温高压环境,对油田典型岩心开展非均相反应动力学和岩心动态刻蚀的酸岩反应研究,观察反应动力学参数、活化能及酸液中氢离子的传递规律,确定反应速率方程和反应动力学方程;同时,对比酸岩反应前后岩心端面的变化,分析不同条件下各酸液的非均匀刻蚀形态规律。     

Sn离子注入PTC陶瓷表面研制气敏陶瓷材料

用脉冲金属离子束Sn注入BaTiO3PTC陶瓷的表面，结果表明：在低温空气中退火处理，注入层对CO有敏感特性。应用薄膜XRD、XPS、RBS对注入层结构分析表明，注入层对CO的敏感特性是由于注入层形成SnO2、BaSnO3等沉淀相引起的，同时还与离子注入引起的缺陷团有关。     

利用H3PO4液层侧面红外热像研究YBCO高温超导薄膜的激光辅助刻蚀特性

利用红外热像实时监测系统，获取钇钡铜氧激光辅助化学刻蚀中H3PO4液层的侧面红外热像，研究了其溶液温度分布与热对流特性，并对红外监测数据与钇钡铜氧薄膜激光化学刻蚀特性的关系进行了分析，主要实验结论包括：红外灰度图可真实反映溶液的温度分布和热对流情况，为激光化学刻蚀的热环境分析提供有价值的红外监测数据；通过任意时刻钇钡铜氧表面生成热流所到达高度的分布情况和该时刻的红外灰度图，分析出钇钡铜氧薄膜表面各区域的腐蚀启动先后和刻蚀程度差异等重要信息，为钇钡铜氧及其它材料的激光化学刻蚀特性的实时监测提供了一种新的技术手段.