离子束刻蚀

摘要： 为了提高光学透镜表面的膜厚均匀性,用离子束刻蚀原理修正膜厚均匀性,用法拉第探针测试不同参数离子源的离子束密度,并研究不同离子束密度对Ti_(3)O_(5)膜层均匀性的影响。采用电子束与离子辅助沉积技术在未安装修正挡板的三级公自转行星盘真空镀膜机进行实验,对测试结果用Optilayer进行膜厚拟合,并用Zygo干涉仪测量粗糙度,分析离子束刻蚀对透镜表面形貌的影响。结果表明通过离子束的刻蚀,可见光波段Ti_(3)O_(5)单层膜的均匀性为0.36%,粗糙度由0.036 nm变为0.037 nm。

摘要： 介绍了离子束刻蚀技术的特点及其基本原理,并以某型号离子束刻蚀机为例,重点介绍了该设备组成结构与工作原理.同时,根据以往维修经验,总结归纳了该设备的常见故障,并对故障原因进行了深入分析,给出了相应的解决措施.

摘要： 使用离子束正入射轰击Si衬底上有序密排的聚苯乙烯(PS)纳米球模板,通过分析PS纳米球和Si衬底的微结构与离子束轰击时间的关系,研究了离子束的非选择性刻蚀对PS纳米球和Si衬底的刻蚀作用.实验结果表明:随着离子束轰击时间的延长,PS纳米球的直径和高度都呈单调递减的趋势,但是高度减小得更快.在这个过程中,PS纳米颗粒发生了由对称的圆形到非对称的圆形再到圆锥形的形貌转变,第一阶段的形变是离子束的各向异性刻蚀造成的,第二阶段可能与离子束的长时间轰击导致的热量积累有关.当PS纳米颗粒的尺寸和形貌发生变化的同时,Si衬底的微结构也在改变.当轰击时间为4 min时,在PS纳米颗粒下方观察到凸起的Si平台,随着时间的延长,Si平台的底端直径呈先稳定后减小的趋势,其高度则持续增加.同样,Si平台也经历着形貌的转变,第一阶段由圆柱形平台向截顶圆锥形平台转变,该形貌转变导致Si平台底端直径在轰击初期保持稳定;第二阶段发生在PS纳米颗粒消失后,由截顶圆锥形转变为圆锥形,形成了有序的Si纳米锥阵列,其直径在65～100 nm范围内.结合金属辅助化学刻蚀以及合适的非密排PS纳米颗粒模板,制备出有序的Si纳米线阵列,纳米线的直径为70～124 nm.这些结果为新型有序纳米材料的研制和应用提供了一定的基础及参考.

摘要： 碲镉汞雪崩光电二极管是第三代红外焦平面探测器的主要发展方向之一.提出一种利用离子束刻蚀工艺制备碲镉汞雪崩光电二极管器件的方法,并研究了截止波长、耗尽区厚度与器件增益的关系.利用此方法制备截止波长4.8 μm的中波器件在17 V反向偏置下增益可达1000.对器件进行了噪声频谱测试,计算了其过剩噪声因子.

摘要： 为了消除单点金刚石车削(SPDT)后KDP晶体表面留下的周期性小尺度波纹,文章探索采用离子束溅射沉积-刻蚀的方法对车削后KDP晶体进行抛光加工.本文主要分析了平坦化层材料的选择,溅射沉积工艺参数对KDP晶体平坦化层粗糙度的影响,并计算了平坦化层刻蚀速率从而完成了刻蚀转移.利用刻蚀转移成功地将单点金刚石车削后的表面由初始的6.54nmRMS,经过1.76nmRMS的平坦化层,最终刻蚀转移到KDP晶体表面得到1.84nmRMS的光滑表面,实验结果验证了离子束溅射沉积—刻蚀抛光方法的可行性.

摘要： 为了解决飞秒激光加工硬质材料所带来的表面质量差的问题,提出了离子束刻蚀与飞秒激光复合加工技术.利用飞秒激光加工技术在碳化硅表面制备微纳结构图形,然后通过离子束刻蚀技术对碳化硅微纳结构进行刻蚀,以调控结构的线宽和深度,使结构表面粗糙度由约106nm降低到11.8nm.研究表明,利用该技术制备的碳化硅菲涅尔波带片展现出良好的聚焦和成像效果.

摘要： 提出了一种离子束刻蚀制备线性渐变滤光片（LVOF）的方法。离子束刻蚀过程中，通过在样片和离子束出射窗口之间加入开有三角形透射窗口的挡板以及样片水平方向多次来回运动完成楔形谐振腔层制备，配合离子束辅助反应电子束真空镀膜技术，完成线性渐变滤光片的制作。设计三组不同刻蚀次数的制作实验，制作出了工作波长为500～580 nm、线色散系数为1．03 nm·mm－1的线性渐变滤光片。实验结果表明，通过调节样品台运动速率或者刻蚀次数，能够制备出具有预期楔角谐振腔层的线性渐变滤光片。%Method of fabricating linear variable optical filters (LVOF)by ion beam etching with masking mechanisms has been proposed.A triangle-shaped mask is designed and set between the ion source and sample.During the ion etching,the sample is moved back and forth repeatedly with a constant velocity for purpose of obtaining the linearly varied thickness of the cavity.Combining with ion beam assistant thermal oxidative electron beam evaporation deposition technology,the fabrication of LVOF can be completed.Three different times for etching during ion beam etching process were designed and performed.Filtering range lies in 500~580 nm and line dispersion coefficient of 1.03 nm·mm-1 have been fabricated.The measured results indicated that by adj usting the scanning frequency and time of ion beam etching,LVOFs which have anticipated wedge-shape resonant cavity can be obtained.

摘要： 本文针对数字式太阳敏感器用码盘的离子束刻蚀工艺进行了研究.依据码盘基底和膜层材料的特性,确定离子束刻蚀作为最适合码盘制作的工艺方法.通过选择比、离子束能量和束流、以及过刻蚀等实验,认为离子束刻蚀能够适用于码盘的制作,并确定中等能量400V、中等束流100mA为码盘刻蚀的最佳工艺参数.

摘要： 本文研究了一种新颖的基于MEMS工艺中离子束刻蚀的纳米沟道制备技术,通过研究离子束刻蚀微米级线条时,离子束刻蚀角度与刻蚀的轮廓形状之间的关系,在2μm线条内刻蚀出纳米沟道所需要的掩模图形,并结合KOH的各向异性腐蚀,成功获得了纳米沟道阵列.在两种不同的离子束刻蚀条件下,在2 μm图形内分别制备出单纳米沟道和双纳米沟道,最小宽度可达440 nm.

摘要： 本文利用光谱测量与数据拟合的方法，能够快速简便地测定出被刻蚀的光学薄膜材料的物理厚度，从而标定离子束刻蚀的速率。

摘要： 适用于深空探测的可见-短波红外成像光谱仪需要同时满足宽谱段覆盖、高光谱分辨率和轻小型化要求.本文采用凸面分区复用型光栅设计,实现了在可见-短波红外(400nm-2500nm)的宽波段高衍射效率,保证了光谱仪紧凑光路布局,实现了轻小型化.通过控制2个不同闪耀角,分别在5.6°-6.5°之间以及16.5°-17.5°之间,保证在可见-短波红外的宽波段内1级衍射效率大于28％,同时分析了实际光栅槽形对衍射效率的影响.实验上采用全息光刻-分区离子束刻蚀法制作了408线/mm的凸面分区复用型光栅.为了在凸面基片上实现具有2个不同闪耀角结构,采用分区刻蚀制作2个不同的同质光栅掩模,进而采用转动扫描刻蚀的方式,分别对2个不同的同质光栅掩模进行倾斜刻蚀,最终成功研制了闪耀角分别为6.3°、17.3°,反闪耀角分别为66°、56°的凸面分区复用型光栅.实验测试表明1级衍射效率在400nm-1450nm波段大于24％.

摘要： 随着大口径高精密光学元件的尺寸越来越大,加工精度要求越来越高,传统加工方法不能满足要求.离子束微细加工是一种新型超精密加工技术.基于该技术应用研发而搭建的大型线性射频离子源实验平台通过大型射频离子源提供的大面积均匀离子束轰击工件,对材料进行微细加工,具有加工精度高、可控性好,加工应力、热变形极小,加工面洁净无污染等特点.采用大面积射频离子束制备精密光栅,研究离子束能量、束流和入射角对刻蚀光栅剖面微观形貌和刻蚀面粗糙度影响规律,采用台阶仪、原子力显微镜、扫描电镜、干涉仪、二次离子质谱仪分析样品表面微观形貌和表面洁净度.总结刻蚀形貌随离子束刻蚀工艺变化规律,优化刻蚀工艺,制备精密光栅,用于大型光学装置,满足刻蚀精度高,侧壁陡直,洁净度高、刻蚀面光滑的的技术要求.

摘要： 提出并研究了掩膜离子束刻蚀在微波部件镀银表面形成微陷阱结构抑制二次电子发射的方法.利用金属掩膜法离子束刻蚀在镀银表面形成初步的纳米陷阱结构,在此基础上利用硝酸铁溶液进行扩孔,得到更大孔隙率的陷阱结构表面.利用电流法测试试样表面处理前后的二次电子发射特性,结果表明这种结构确能显著抑制金属表面二次电子发射系数.利用CST软件仿真,具有该微陷阱结构的镀银微波部件微放电阈值获得了提高.因此,该方法为抑制由二次电子发射引起的微波部件微放电效应提供了一种新方案.

摘要： 本文介绍了色散延迟线的工作原理以及在超宽带雷达上的应用,探讨了研制工艺以及通过微机程序控制步进距离实现沟槽反射阵列色散延迟线的制作方法,研制出中心频率180MHz,带宽200MHz、时宽50us的沟槽栅型色散延迟线.

摘要： 利用全息-离子束刻蚀和反应离子束刻蚀相结合的新方法，制作了周期为1069nm、占宽比为0.41、槽深为268nm的光纤光栅相位掩模和中心周期为1000nm、啁啾率1nm／mm、有效面积为100mm×10mm的线性啁啾相位掩模。发现先用短时间Ar离子束刻蚀对光刻胶光栅掩模槽形进行修正，然后采用CHF3反应离子束刻蚀，能得到更合适的占宽比，从而确定了刻蚀新工艺。实验测量表明它们的零级衍射效率小于2%，正负一级衍射效率大于35%，对于线性啁啾相位掩模其最大非线性系数为1.6%。理论分析表明这两种相位掩模均满足制作光纤光栅的需要。

摘要： 采用磁控溅射,紫外线光刻和离子束刻蚀制备了LaCaMnO/EuCuO/LaCaMnO磁性隧道结.通过对获得的磁性隧道结的I-V特性测量,本文发现非线性的I-V特性,显示结样品的隧穿特性.有趣的是,本文发现在电极材料LaCaMnO的金属-绝缘体转变温度(T)以下,I-V曲线出现一个跳变.随着温度降低,开始出现跳动变的临界电流增大,但是跳变都发生在同样的电压下~209mV.当电流增大或减小在跳变点附近出现回滞.这一跳变只发生在铁磁金属态,表明这是一个磁性相关联的效应,可能对应一种新的磁性开关过程.虽然,目前对这一现象背后的物理机理还不清楚,但是,这一现象有可能在未来自旋电子学器件方面具有潜在的应用价值.

摘要： 在GaN基多层外延膜结构上利用聚焦Ga离子束(FIB)刻蚀技术研制亚微米尺度的空气柱/Ⅲ族-氮化物的二维八重准晶型光子晶体.在相同的离子加速电压条件下,成功地得到占空比10﹪至40﹪、孔径为80nm至1500nm、深度为90nm至370nm的GaN基准二维八重光子准晶阵列.并将其运用于GaN基发光二极管.

摘要： 本发明公开了一种应用于离子束抛光系统的离子束确定性添加装置，包括支撑架、支撑架中装设的离子源和受该离子源发出的离子束轰击的靶材，支撑架包括有固定靶材的靶材固定夹具，支撑架上设置有用于截取靶材溅射原子流的光阑；支撑架底部装设有用于安装至离子束抛光系统的安装法兰。本发明还公开了一种离子束抛光系统，包括真空室以及相互连接的运动系统和离子源系统，离子束抛光系统中设有前述添加装置，正对添加装置的离子束发射方向布置有材料去除工艺用夹具，正对添加装置的溅射原子流方向布置有材料添加工艺用夹具。本发明的装置结构简单、制作安装方便，可有效改善光学元件的表面粗糙度、修正光学镜面中高频误差。

摘要： 本发明公开了一种在非导电衬底上进行电子束/离子束聚焦刻蚀及显微成像的方法，属于微纳加工领域，包括：1)设计光刻掩模版的形貌和尺寸；2)对非导电衬底进行光刻处理；3)在光刻处理后的非导电衬底上进行金属镀膜处理，形成金属带；4)对镀膜后的非导电衬底进行显影处理成为样品；5)对金属带进行接地处理；6)对样品进行抽真空处理；7)对样品的金属带进行聚焦处理，选择电子束流，待成像清晰后，调整样品台至待刻样品区域；8)导入或绘制所需刻蚀微纳结构的形貌，设置参数后对样品进行FIB或EBL刻蚀及成像。有效提升非导电衬底材料表面的局域导电性，实现电子束和离子束的稳定聚焦，从而实现对非导电材料表面的微纳刻蚀以及显微成像。

摘要： 本发明公开了一种用于离子束刻蚀机的大口径平行束离子源。所述大口径平行束离子源主要由安装法兰、支杆、放电室、磁场部件、阳极、放电灯丝、中和灯丝、内罩以及绝缘件组成。磁场部件安装在放电室底部，阳极及放电灯丝安装在放电室内，栅网部件安装在放电室出口。本发明离子源所用磁场部件磁场区域大于放电室内径，放电灯丝及阳极高度可调，可根据实际工艺实验获取最佳位置，从而提高离子源出口离子束的性能。

摘要： 本发明涉及一种离子束刻蚀机。离子束刻蚀机包括真空工作腔室、工件安装平台、多轴运动系统、离子源，多轴运动系统包括多个依次连接的直线运动模组，相邻的直线运动模组之间相互垂直，直线运动模组包括直线导轨和直线运动元件，后级直线运动模组与前级直线运动元件相连并能在前级直线运动元件的带动下直线运动，离子源安装在末级直线运动元件上，离子源能够形成离子束并在多轴运动系统的带动下沿多个方向运动扫描刻蚀工件。将离子源安装在能够多方向运动的多轴运动系统上，离子束能够运动扫描对工件刻蚀，离子束刻蚀机能够采用较小口径的离子源完成对大尺寸的工件的刻蚀加工，有效降低了离子束刻蚀机对离子源口径的要求，从而降低了设备成本。

摘要： 本发明涉及微细加工技术领域，尤其是具备多层载物能力的离子束刻蚀系统及其刻蚀方法，其特征在于：所述系统包括若干载物台和旋转轴，所述载物台沿所述旋转轴的轴向间隔设置在所述旋转轴上，所述载物台可随所述旋转轴转动，所述载物台上开设有离子束窗口，所述离子束窗口的开设位置与所述离子源所发射的离子束构成位置对应，满足于所述离子源所产生的离子束可穿过的要求。本发明的优点是：提高了离子束刻蚀系统单次开机所能刻蚀的基片总数量，降低了批量作业时离子束刻蚀系统的开停机次数，提高了离子束刻蚀系统利用率，减少了工时，满足刻蚀工作需要。

摘要： 本发明涉及用于离子束刻蚀预热稳定装置及离子束刻蚀预热稳定方法，稳定装置包括屏蔽挡板和连接屏蔽挡板的侧面旋转支架，屏蔽挡板和侧面旋转支架位于离子束刻蚀机的真空室舱门内，侧面旋转支架的外端连接旋转操作杆，旋转操作杆的外段为螺纹杆段，旋转操作杆密封穿过真空室外壁，通过连接螺纹杆段的锁紧螺母与真空室舱壁可调节式固定连接；在屏蔽挡板转至竖直状态下，屏蔽挡板与工作台呈平行设置，屏蔽挡板位于工作台的正前方和离子源的离子输出端的后方，在屏蔽挡板转至水平状态下，屏蔽挡板位于工作台的上方。本发明装置结构简单、操作方便，该方法易于实现,解决了加工件蚀槽深超差的问题。

摘要： 本发明公开了一种用于离子束刻蚀机的大口径平行束离子源。所述大口径平行束离子源主要由安装法兰、支杆、放电室、磁场部件、阳极、放电灯丝、中和灯丝、内罩以及绝缘件组成。磁场部件安装在放电室底部，阳极及放电灯丝安装在放电室内，栅网部件安装在放电室出口。本发明离子源所用磁场部件磁场区域大于放电室内径，放电灯丝及阳极高度可调，可根据实际工艺实验获取最佳位置，从而提高离子源出口离子束的性能。

摘要： 本发明公开了一种离子束刻蚀设备及其刻蚀方法，该离子束刻蚀设备包括装卸片腔室、用传送基片的传送腔室和至少一个用于刻蚀腔室，装卸片腔室和刻蚀腔室分别连接在传送腔室上，装卸片腔室、刻蚀腔室与传送腔室之间设有隔离阀，传送腔室内设有转运机构。刻蚀方法是采用上述的设备对基片进行刻蚀。本发明离子束刻设备，包括：装卸片腔室，用于存放不同类型的基片，一次装卸即可放入多种不同类型的基片，传送腔室，实现基片在装卸片腔室和刻蚀腔室之间的传送，至少一个的刻蚀腔室，可实现对多个基片进行同时刻蚀，该设备能够满足基片(如红外器件)对大尺寸、低损伤、低温刻蚀工艺的要求，可实现连续生产，提高生产效率，降低生产成本。

摘要： 本发明涉及一种离子束刻蚀机。离子束刻蚀机包括真空工作腔室、工件安装平台、多轴运动系统、离子源，多轴运动系统包括多个依次连接的直线运动模组，相邻的直线运动模组之间相互垂直，直线运动模组包括直线导轨和直线运动元件，后级直线运动模组与前级直线运动元件相连并能在前级直线运动元件的带动下直线运动，离子源安装在末级直线运动元件上，离子源能够形成离子束并在多轴运动系统的带动下沿多个方向运动扫描刻蚀工件。将离子源安装在能够多方向运动的多轴运动系统上，离子束能够运动扫描对工件刻蚀，离子束刻蚀机能够采用较小口径的离子源完成对大尺寸的工件的刻蚀加工，有效降低了离子束刻蚀机对离子源口径的要求，从而降低了设备成本。

摘要： 本发明涉及微细加工技术领域，尤其是具备多层载物能力的离子束刻蚀系统及其刻蚀方法，其特征在于：所述系统包括若干载物台和旋转轴，所述载物台沿所述旋转轴的轴向间隔设置在所述旋转轴上，所述载物台可随所述旋转轴转动，所述载物台上开设有离子束窗口，所述离子束窗口的开设位置与所述离子源所发射的离子束构成位置对应，满足于所述离子源所产生的离子束可穿过的要求。本发明的优点是：提高了离子束刻蚀系统单次开机所能刻蚀的基片总数量，降低了批量作业时离子束刻蚀系统的开停机次数，提高了离子束刻蚀系统利用率，减少了工时，满足刻蚀工作需要。