离子束辅助薄膜沉积_张宇峰

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1、04材料导报00年月第卷第期2离子束辅助薄膜沉积```2`张宇峰张溪文任兆杏韩高荣,310,l浙江(大学硅材料国家重点实验室杭州027中国科学院等离子体物理研究所合肥23。。31)摘要离子束辅助沉积,、(BIAD)是在气相沉积的同时辅以离子束轰击的薄膜制备方法可在低温下合成致密均匀的薄膜。介绍了BI,,P离子源,DAD技术的概况列举了具体应用领域描述了射频CI辅助电子束蒸发最后对BIA的前景加。以评论关锐词离子束辅助沉积薄膜感应藕合等离子体IonBeamAssistedThinFilmDePositionZHAN

2、GYufenglZHANGXiwenRENZhaoxingHANGaorongleonstateeyLa,elangUniversity.angzou,310027;(1SiliKbZhiHhInstituteoasaPhysies,neseeaeyoeienee,eei,230031)fPlmChiAdmfSHfsraeoneaassisteeposition5aetodothinepositioneeanproueeeo-AbttIbmdd(IBAD)1mhffilmdwhihdmaeanunornsatoe

3、eratures.sae,ptdifmthifilmlwtmpThipprreviewstheeurrentstatusofIBADdeseribessomeofitsaPplieationes,introduees一ICPbeaassisteeeetroneaevaporationanointsoutteprospeetofildRFmdlbmdphfIBADteehnology.eorsioneaassisteeposition,tn,induetiveeouplingplasaKywdbmddhifilmm

4、1.2离子束辅助薄膜沉积原理1离子束辅助沉积(IBAD),在薄膜沉积过程中用载能离子轰击能够改变沉积膜的成oneaassistetneposton,,,离子束辅助沉积(Ibmdhifilmdii简分和结构用普通方法很难得到这样的性质这正是离子束辅助IBAD),。称是在气相沉积镀膜的同时利用高能离子轰击薄膜沉薄膜沉积的优点,,、,。积表面对薄膜表面环境产生影响从而改变沉积薄膜成分结离子轰击产生的成分和结构变化往往是结合在一起的这构的过程。这一薄膜制备手段的优点是:合成的薄膜致密,附着一过程包括物理和化学变化。,,力

5、强能够在低温下合成可以合成一些用常规手段难以获得的,在物理过程中具有很高动能的荷能离子与基体或者膜层,。,特殊薄膜材料等等这一技术开始于70年代到80年代中期受原,,子碰撞一部分能量传递给基体原子影响成膜离子的迁移,到普遍重视目前已经成为国际上广泛关注的新型薄膜制备手率。另一部分能量转化为热效应,引起局部高温。这一过程可以〔`〕。段看作,在基板表面形成了局部高温高压环境而此时整个工作环.11离子束技术境处于低温低压状态。这一过程中,使用的注人离子为惰性气体,、,,离子束技术材料合成与表面改性是一门由核物理、固体物

6、离子如Ne+Ar+等其作用是影响薄膜的形成成分调制与组、、。。,r+理材料科学电子等学科交叉发展起来的边缘学科离子束材织结构等如制备类金刚石薄膜时采用溅射石墨靶同时用A料合成主要是指用离子注人、粒子束辅助沉积、离子团簇沉积等离子束轰击。方法合成新型薄膜、薄层微结构材料等功能材料。它与其他沉积在化学过程中,荷能离子不仅提供能量,而且直接参与形成及表面处理技术互相结合发展起来的一系列新技术,显示了其化合物膜层。在膜层表面,轰击离子与沉积原子或者基体原子直独特的优势。接反应形成化合物。高能离子轰击也造成一些结合较弱的化

7、学。、、、,,rNBN7。年代以来离子束技术发展十分迅速新技术与手段不断键断开并重新结合成为更牢固的新键如制备ITNC,。,3N、23、u、n,涌现应用范围也日益扩大大体上说粒子束材料表面优化技Si等氮化物薄膜和A1OCOZO等氧化物薄膜的时候、:,、就使用了参与化学反应的气体N。02)作为产生离子的气体术主要分为两个方面一是离子束材料合成包括离子束等离(子与物力或者化学气相沉积相结合而发展起来的一系列新技源。.术,如离子束辅助沉积、离子团簇沉积等在80年代得到了很快发13IBAD系统,,、展;二是离子注人使用不

8、同能量离子(高能或者低能离子)注人在离子束辅助薄膜沉积过程中材料要经过气化辅助沉积。材料表面从而改变材料表面性质川,。D阶段这一过程是在真空下完成的完成这个过程的BIA系统、、离子束技术的应用包括离子束注入离子束混合离子束沉由相应的真空系统、气相激发源、离子源组成。。,积和离子束辅助沉积根据所产生荷能离子能量的不同可以划真空系统保证沉积过程所需的真空环境。封闭的真空室由。