基于AFM的電子束納米級(jí)光刻技術(shù)研究.pdf

1、掃描探針顯微鏡(SPM)是近二十年來(lái)發(fā)展起來(lái)的一個(gè)強(qiáng)有力的表面分析工具,具有納米級(jí)的分辨率、制樣簡(jiǎn)單、可在不同的環(huán)境下(真空、大氣、液體)進(jìn)行觀察等優(yōu)點(diǎn).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(xiàng)十年來(lái)才發(fā)展起來(lái)的新技術(shù).由于這項(xiàng)技術(shù)的實(shí)驗(yàn)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(gè)最重要的類(lèi)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(lèi);而根據(jù)掃描探針與樣品的不同作用機(jī)理,對(duì)掃描探針刻蝕加工又進(jìn)行了歸納與綜述,對(duì)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(wèn)題與應(yīng)用前景.這一切為論文選題為基于AFM的無(wú)掩膜電子束納米級(jí)光刻技術(shù)研究即AFM半導(dǎo)體、金屬表面的場(chǎng)致氧化加工研究奠定了堅(jiān)實(shí)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(jiǎn)單的線性或指數(shù)函數(shù)來(lái)表述

3、的結(jié)論;然后引進(jìn)了掃描探針場(chǎng)致加工的電場(chǎng)模型,利用Matlab模擬探針與樣品之間的電場(chǎng)強(qiáng)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(duì)場(chǎng)致氧化物幾何形態(tài)的影響.第三章首先通過(guò)分析大氣環(huán)境下掃描探針場(chǎng)致氧化加工的基本特性,得出掃描探針場(chǎng)致氧化的加工機(jī)理為電化學(xué)陽(yáng)極氧化反應(yīng);引進(jìn)大氣狀態(tài)下場(chǎng)致氧化的動(dòng)力學(xué)方程,推導(dǎo)出偏置電壓與場(chǎng)致氧化物的幾何形態(tài)兩者之間的關(guān)系、掃描探針移動(dòng)速度與場(chǎng)致氧化物的幾何