【摘要】：聚焦離子束(FIB)是一種結(jié)合微細(xì)加工和微區(qū)分析功能的新技術(shù),能對不同材料微區(qū)進行無掩膜、高精度加工和改性。論文以FIB刻蝕硅表面的微觀效應(yīng)為對象,分別研究了離子注入和離子濺射的過程及其晶面效應(yīng)。以實驗方法探究了 FIB濺射刻蝕不同硅基底的晶面效應(yīng)現(xiàn)象,提出了晶面效應(yīng)的成因假設(shè)。運用分子動力學(xué)(MD)方法建立了離子注入和離子濺射的模擬模型。通過對粒子分布的分析和模擬形貌的研究,深入理解了離子與基底硅原子的微觀作用機制,驗證了晶面效應(yīng),并且驗證了模擬模型的有效性。在此基礎(chǔ)上,分析并驗證了提出的晶面效應(yīng)的成因假設(shè)。論文的主要內(nèi)容如下:1、實驗獲得了 FIB濺射刻蝕不同硅基底的晶面效應(yīng)現(xiàn)象,分析認(rèn)為濺射刻蝕的晶面效應(yīng)與濺射產(chǎn)額和硅基底的晶面結(jié)構(gòu)直接相關(guān)。提出晶面效應(yīng)的成因假設(shè):基底原子排列的差異影響入射離子與基底原子碰撞過程的能量傳遞,且濺射刻蝕的形貌差異與濺射產(chǎn)額差異呈正相關(guān)。2、基于FIB與固體材料表面相互作用的理論,運用分子動力學(xué)方法分別建立了離子注入和離子濺射的模擬模型,并闡述了用于分析MD模擬結(jié)果的性質(zhì)量的定義及其計算方法。3、以模擬單個鎵離子與基底硅原子的碰撞過程為切入點,深入理解了離子與基底硅原子的微觀作用機制。通過共近鄰分析(CNA)法分析基底CNA缺陷的分布,研究了離子注入硅基底的非晶體化過程和晶面效應(yīng)。將模擬結(jié)果與實驗結(jié)果進行了對比分析,表明建立的模擬模型是準(zhǔn)確有效的。4、詳細(xì)分析了 FIB濺射刻蝕不同硅基底的過程,從濺射形貌、濺射產(chǎn)額和鎵離子與CNA缺陷分布的差異性研究了離子濺射的晶面效應(yīng),分析了晶面效應(yīng)的成因,驗證了提出的假設(shè)。
【學(xué)位授予單位】：東南大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：TQ127.2;TB306

【參考文獻】

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本文編號：2575340