低能斜入射離子束誘導(dǎo)單晶硅納米結(jié)構(gòu)與光學(xué)性能研究

編號：NMJS03876

篇名：低能斜入射離子束誘導(dǎo)單晶硅納米結(jié)構(gòu)與光學(xué)性能研究

作者：陳智利； 劉衛(wèi)國；

關(guān)鍵詞：低能離子束刻蝕； 自組織納米結(jié)構(gòu)； 表面形貌； 表面粗糙度； 光學(xué)透過率；

機構(gòu)： 西安電子科技大學(xué)微電子學(xué)院； 西安工業(yè)大學(xué)光電工程學(xué)院；

摘要： 為了研究低能Ar+離子束在不同入射角度下對單晶硅表面的刻蝕效果及光學(xué)性能,使用微波回旋共振離子源,對單晶Si(100)表面進行刻蝕,采用原子力顯微鏡、非接觸式表面測量儀和傅里葉變換紅外光譜儀對刻蝕后硅片的表面形貌、粗糙度和光學(xué)透過率進行了測量。實驗結(jié)果表明:當(dāng)離子束能量為1000 eV、束流密度為265μA.cm-2、刻蝕時間為30 min時,離子束入射角度從0°增加到30°,樣品表面出現(xiàn)條紋狀結(jié)構(gòu)。入射角度在0°~15°,隨著角度增加,樣品表面粗糙度增加,條紋周期減小,光學(xué)透過率提高;而在15°~30°范圍內(nèi),隨著角度增加,粗糙度開始減小,條紋周期增大,同時光學(xué)透過率降低。繼續(xù)增加入射角度,條紋狀結(jié)構(gòu)逐漸消失,入射角度到45°時,粗糙度和光學(xué)透過率達到最小值;增加入射角度到55°,樣品表面出現(xiàn)自組織點狀結(jié)構(gòu),表面粗糙度急劇增大,光學(xué)透過率隨著角度增加開始增加;繼續(xù)增加離子束入射角度到80°,表面粗糙度和光學(xué)透過率繼續(xù)增加,樣品表面呈現(xiàn)出均勻有序的自組織柱狀結(jié)構(gòu);此后,隨著入射角度的增加,表面粗糙度又開始減小,光學(xué)透過率降低。自組織條紋結(jié)構(gòu)到柱狀結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)變是濺射粗糙化和表面馳豫機制相互作用的結(jié)果。