团簇离子束纳米加工技术研究进展-中国表面工程.PDF

第 卷 第 期 中 国 表 面 工 程 ２７ ６ Ｖｏｌ．２７ Ｎｏ．６ 　 　 　 　 　 年 月 ２０１４ １２ ＣＨＩＮＡＳＵＲＦＡＣＥＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧ Ｄｅｃｅｍｂｅｒ ２０１４ ： ／ ｄｏｉ１０．１１９３３ ．ｉｓｓｎ２０１４．０６．００３ ｊ 团簇离子束纳米加工技术研究进展 张早娣，李 慧，王泽松，付德君 　 （武汉大学 物理科学与技术学院，武汉 ４３００７２） 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 ２０ｎｍ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 ～ 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 、、、 及其 ０．７ｎｍ ＢＣＦＳｉ 分子团簇（ 、 ）。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 ＳｉＢＧｅＢ 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 中图分类号： ； 文献标识码： 文章编号： （ ） ＴＢ３８３．２ Ｏ５３９ Ａ １００７９２８９２０１４０６００２８１６ 　　　 　　　 犘狉狅狉犲狊狊犻狀犆犾狌狊狋犲狉狊犐狅狀犅犲犪犿狑犻狋犺犖犪狀狅狊犮犪犾犲犕犪狀狌犳犪犮狋狌狉犻狀 犜犲犮犺狀狅犾狅 犵 犵 犵狔 ， ， ， ＺＨＡＮＧＺａｏｄｉＬＩＨｕｉＷＡＮＧＺｅｓｏｎ ＦＵＤｅ ｕｎ ｇ ｊ （ ， ， ） ＳｃｈｏｏｌｏｆＰｈｓｉｃｓａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏ ＷｕｈａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔ Ｗｕｈａｎ４３００７２ ｙ ｇｙ ｙ 犃犫狊狋狉犪犮狋： ， Ｃｌｕｓｔｅｒｉｓａｎｉｎｔｅｒｍｅｄｉａｔｅｓｔａｔｅｂｅｔｗｅｅｎａｔｏｍｓａｎｄｍｏｌｅｃｕｌｅｓａｎｄｃｏｎｄｅｎｓｅｄｍａｔｔｅｒ ａｎｄｉｔｓｉｓａ ｍｏｄｅｌｍａｔｔｅｒｓｔａｔｅｆｏｒｓｔｕｄｉ