基于AFM的電子束納米級光刻技術(shù)研究.pdf

1、掃描探針顯微鏡(SPM)是近二十年來發(fā)展起來的一個強有力的表面分析工具,具有納米級的分辨率、制樣簡單、可在不同的環(huán)境下(真空、大氣、液體)進行觀察等優(yōu)點.掃描探針納米加工技術(shù),作為掃描探針成像的延伸,是一項十年來才發(fā)展起來的新技術(shù).由于這項技術(shù)的實驗數(shù)據(jù)比較分散,因此,作者在論文的第一章里首先介紹了掃描探針顯微鏡的兩個最重要的類型,即掃描隧道顯微鏡和掃描原子力顯微鏡的工作原理;然后根據(jù)加工方式的不同把它分為自下而上的掃描探針原子(分子)

2、操縱與自上而下的掃描探針刻蝕兩大類;而根據(jù)掃描探針與樣品的不同作用機理,對掃描探針刻蝕加工又進行了歸納與綜述,對其特殊的加工方法作了原理性的介紹,并分析了目前存在的共性問題與應(yīng)用前景.這一切為論文選題為基于AFM的無掩膜電子束納米級光刻技術(shù)研究即AFM半導(dǎo)體、金屬表面的場致氧化加工研究奠定了堅實的基礎(chǔ).第二章首先討論了掃描探針與樣品之間的高密度電流,得出了電流密度與偏置電壓和探針—樣品間距密切相關(guān),其關(guān)系不能以簡單的線性或指數(shù)函數(shù)來表述

3、的結(jié)論;然后引進了掃描探針場致加工的電場模型,利用Matlab模擬探針與樣品之間的電場強度,分析了掃描探針加工條件包括探針針尖曲率半徑、探針-樣品間距、樣品平面半徑以及偏置電壓等對場致氧化物幾何形態(tài)的影響.第三章首先通過分析大氣環(huán)境下掃描探針場致氧化加工的基本特性,得出掃描探針場致氧化的加工機理為電化學(xué)陽極氧化反應(yīng);引進大氣狀態(tài)下場致氧化的動力學(xué)方程,推導(dǎo)出偏置電壓與場致氧化物的幾何形態(tài)兩者之間的關(guān)系、掃描探針移動速度與場致氧化物的幾何