团簇离子束纳米加工技术研究进展

摘要：

团簇离子束是带电的团簇,可以在电场、磁场作用下加速、传输或偏转,形成几个eV到几个MeV能量的离子束.文中阐述了团簇离子束的基本概念、产生方法和主要应用.大尺寸气体团簇和硼基团簇必须用高压气体超声绝热膨胀方法产生,然后通过电子碰撞电离形成团簇正离子.硼团簇用于超浅结制备,实现了结深为10～20 nm的超浅注入;包含数千原子的大团簇则被用于半导体的表面平化,获得了粗糙度在0.7 nm以下的平滑表面.用铯溅射离子源可以产生几个到几十个原子的负离子小团簇,包括B、C、F、Si及其分子团簇(SiB、GeB).其中,硼基分子团簇离子束已用于对半导体进行瞬态增强扩散掺杂,与半导体表面的离子注入非晶化工艺相结合,实现了接近纳米量级的超浅注入.碳系团簇最近被用于超薄材料制备,获得了单层和双层石墨烯,并发现团簇离子束引起的非线性辐照损伤对石墨烯的形成具有重要影响.结果表明:团簇离子技术在超大集成电路和新型超薄纳米材料制备等领域具有广泛的应用前景.

关键词：团簇离子束、离子加工、表面平化、超浅结、石墨烯

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分类号：TB383.2;O539(工程材料学)

资助基金：国家自然科学基金11205116,11375133,11375135

在线出版日期：2015-01-21（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页码：28-43