亚微米聚焦离子束溅射刻蚀的实验研究

简要介绍了自制的聚焦离子束（ＦＩＢ）系统中束着靶点的飘移现象，分析引起飘移的原因及所采取降低飘移的措施。用此ＦＩＢ进行了一些基本图形的刻蚀研究，讨论了束流密度分布对溅射刻蚀线条宽度的影响。最后介绍了用ＦＩＢ制作光电集成电路的谐振腔面和耦合腔的一些经验。     

聚焦离子束刻蚀性能的研究

对聚焦离子束 (FIB)的基本刻蚀性能进行了实验和研究 .通过扫描电镜对 FIB刻蚀坑的观测 ,给出了在不同材料上 (硅、铝和二氧化硅 ) FIB的刻蚀速率及刻蚀坑的形貌同离子束流大小的关系 .由于不同材料的原子结合能、原子量及晶体结构等因素对离子束溅射产额的影响 ,从而影响着离子束的刻蚀速率 ;随着离子束流的增大 ,刻蚀速率并非线性增加 ,且刻蚀坑的形貌越来越不均匀 ,对此也作了系统的分析和探讨     

聚焦离子束刻蚀性能的研究

对聚焦离子束（FIB）的基本刻蚀性能进行了实验和研究．通过扫描电镜对FIB刻蚀坑的观测,给出了在不同材料上（硅、铝和二氧化硅）FIB的刻蚀速率及刻蚀坑的形貌同离子束流大小的关系．由于不同材料的原子结合能、原子量及晶体结构等因素对离子束溅射产额的影响,从而影响着离子束的刻蚀速率;随着离子束流的增大,刻蚀速率并非线性增加,且刻蚀坑的形貌越来越不均匀,对此也作了系统的分析和探讨．     

聚焦离子束工作原理及刻蚀性能研究

综述了聚焦离子束系统的结构和基本原理,介绍了国产化聚焦离子束系统的结构与特点。基于国产化聚焦离子束系统进行了硅材料刻蚀实验,研究了硅材料刻蚀速率与离子束流大小的关系,建立了刻蚀速率与束流大小的关系方程,进行了硅悬梁微结构刻蚀加工。结果表明,国产聚焦离子束系统可满足硅微悬梁结构加工的应用需要。     

单级透镜聚焦离子束系统的研究

建立了一台简单实用的单级透镜聚焦离子束（ＦＩＢ）系统。该系统采用优越的Ｃａ￣＋液态金属离子源（ＬＭＩＳ）和单级Ｏ－Ｓ透镜，在束能为２０ｋｅＶ、束流为３００ｐＡ时，束径达到０．３μｍ。改进了束斑的测量方法。研究了影响束斑的各种因素。该系统既可用来作为扫描离子显微镜，又可作为亚微米加工工具。文中给出了在该系统上得到的样品显微图像和刻蚀图形的结果。     

聚焦离子束装置中的图像采集与加工控制

本文介绍了聚焦离子束（FIB）装置中图像采集及在微细加工及微区分析中的图形定位、控制，详细介绍了国产微通道板（MCP）在图像显示中的特点、作用及其应用经验和效果，介绍了计算机支持下的图形加工控制与显示系统。     

聚焦离子束溅射刻蚀与增强刻蚀的性能研究

利用聚集离子束(F IB)对小线度下(≤3μm)的溅射刻蚀与增强刻蚀的性能进行了实验和分析。通过对硅和铝的刻蚀实验,研究在溅射刻蚀与增强刻蚀方法下刻蚀速率、蚀坑形貌与离子束流大小的关系。实验发现,铝和硅的刻蚀速率与刻蚀束流近似成线性关系;束流增大到一定程度后由于束斑变大及瞬时重淀积的作用,刻蚀速率曲线偏离线性。使用卤化物气体的增强刻蚀,硅和铝的刻蚀速率得到不同程度地提高。根据蚀坑形貌与束流大小的关系分析,发现瞬时重淀积是影响小线度刻蚀质量的主要因素。增强刻蚀大大减小了蚀坑的坑璧倾角,而坑底倾斜问题需综合考虑。     

聚焦离子束(FIB)技术及其在微电子领域中的应用

FIB是一种将微分析和微加工相结合的新技术，在亚微米级器件的设计、工艺控制和失效分析等诸多领域发挥着非常重要的作用。本文将对聚焦离子束技术及其分析、加工的机理和性能作一介绍，并对该技术在微电子领域中的应用及发展作一综述。     

离子束刻蚀

介绍了几种常用的干法刻蚀的机理,重点介绍了离子束刻蚀的基本原理,给出了５５种不同材料在５００ｅＶ能量１ｍＡ／ｃｍ＾２束不充密度条件下的刻蚀速率,并给出了刻胡束流和束流密度增加而增加的试验结果和实际图形刻蚀的扫描电镜分析结果,对有关问题进行了讨论。     

可变束流二级透镜聚焦离子束系统的设计

本文介绍了一种具有高速消隐和可变束流的二级透镜聚焦离子束（ＦＩＢ）系统的设计原理和方法。在这种新的二级透镜ＦＩＢ系统中，采用了束径束流的双工作模式和一种新的电可调无级可变束径束流方案，使二级系统既可用于需要大束流的ＴＯＦ─ＳＩＭＳ和刻蚀粗加工，又可用于需要小束径的高分辨扫描离子显微镜和刻蚀精加工以及ＦＩＢ暴光、变蚀等其它微细加工。设计中提出了逐级可测试性设计原则，解决了多级系统中对中调整和测试的困难。计算了透镜系统的离子光学性能和各种参数对束径束流的影响。最后对系统进行了初步的调试，束斑达到０．１μｍ，得到了预期的结果。     

Doping of TIPS-pentacene via Focused Ion Beam (FIB) exposure

We report on the influence of Focused Ion Beam (FIB) exposure on TIPS-pentacene layers which are often used in solution-processable organic field-effect transistors (OFETs) and in many cases yield a field-effect mobility in the order of 1 cm²/V s. We exposed TIPS-pentacene layers to a Ga⁺ ion beam and measured the device characteristics of OFETs. We observed a strong influence of the FIB on J–V characteristics of TIPS-pentacene-based devices and determined an increase in the OFET mobility and on–off ratio and a decrease of the threshold voltage. To further investigate the underlying process we analyzed FIB-exposed and unexposed TIPS-pentacene samples via X-ray Photoelectron Spectroscopy (XPS). Exposed samples show a clear Ga XPS signature and the C1s peak shifts about 400 meV towards smaller binding energies which is an indicator for a Fermi energy shift closer to the valence states and hence p-doping of TIPS-pentacene. With Scanning Kelvin Probe Microscopy (SKPM) we could clearly distinguish FIB exposed areas from the unexposed areas. For exposed areas the work function increases about 200 meV which is consistent with XPS measurements and again displays that the implanted Ga⁺ ions serve as p-dopants. Furthermore we took SKPM measurements on operating OFETs and could investigate a dramatic change in local conductance on FIB exposed areas. This demonstrates a novel way of nanopatterning conductive paths in organic semiconductors.     

离子束刻蚀深度检测技术的研究

将光学薄片用作敏感元件,利用激光干涉原理,将离子束刻蚀深度的信息转换为可测的激光干涉条纹的移动信息。这对微光学元件的离子束微细加工具有现实意义。对敏感元件与传感元件间的耦合进行了探讨,给出了振动误差的抑制措施。     

宽离子束刻蚀微透镜阵列研究

本文对宽束离子束刻蚀技术进行了研究，并运用宽离子束对微透镜阵列进行了刻蚀，表明宽离子束可进行微米、亚微米刻蚀。     

离子束刻蚀过程中光刻胶收缩行为研究

光刻胶作为离子束刻蚀的掩膜已得到了普遍采用，由于它在受到离子束轰击时会发热收缩、不利于刻蚀线条高宽比的提高，限制了它的进一步使用。在离子束的轰击下，光刻胶的收缩不仅与其发热程度有关，而且与刻蚀线条的宽度也有关，通过改变刻蚀时基片和旋转台之间的热接触状态发现，光刻胶发热越厉害，收缩量越大。而在光刻胶发热程度很小或者不发热时，收缩量极小，可以忽略不计。而在同一发热状态下，不同宽度线条的光刻胶收缩量也不一样，宽度越大，收缩量就越大，宽度越小，收缩量也越小。结果造成在不同宽度线条的接合处，线条边缘出现弯曲。     

聚焦离子束光学系统中高压电源稳定度对获得亚微米束斑影响的研究

介绍了应用于亚微米微细加工的２级透镜聚焦离子束系统，从象差和散焦的角度利用理论分析和模拟计算，研究了决定光学系统性能的离子源、离子引出极、预聚焦极、聚焦极等高压电源的稳定度对离子束径的影响，得到了束径小于０．２μｍ时电源必须达到的稳定度（纹波系数小于１０－５），最后提及了所研制的高稳定度高压电源。     

离子束和等离子体对聚醚型聚氨酯表面的联合影响

首先采用等离子聚合法使六甲基二硅氧烷沉积于聚醚型聚氨酯表面，再利用硅离子以不同的剂量时表面进行轰击。结果表明：在2×10(15)cm(-2)剂量下注入使材料表面的凝血时间从6分钟提高到16．8分钟，同时表面浸润性也明显改善，而且这些性能的变化要比单纯注入的更稳定和更有规律。X射线光电子能谱分析表明：离子束和等离子体的联合处理不仅打断了表面的一些化学键，而且在表面形成了诸如Si-N，O-Si-O基团以及硅原子。这些结构上的变化会影响生物医学性能。     

粗糙介质面对高斯波束的散射

该文研究了当入射场为光波束时粗糙介质面的散射问题。利用波束的平面波谱展开方法及基尔霍夫近似理论导出了散射场和非相干截面计算公式,并对后向非相干截面进行了数值计算,最后对其结果进行了分析讨论。