摘要 现代微电子业发展迅速随著集成电路工艺走进亚微米、深亚微米领域，相 应迅速发展起来一种新技术——聚焦离子束FIB 采用镓液态金属离子源的FIB很好地结合了微分析技术与微细加工技术。由 于具有很高的电流密度和字问分辨率它已广泛地应用于形貌观察、定位制样、 电路修正等方面[1】。随着FIB纳米級无掩膜微细加工能力的发展与增强FIB义 迅速成为新型且强有力的半导体低维量子结构制造工具。尤其是利用FIB进行微 区离子注入不仅无需掩膜版，而且注入区域的大小、形状以及注入剂量都司精 确控制综合利用FIB的微观形貌观察、微区无掩膜离子注入、物理和化学刻蚀、 金属薄膜淀积等功能制备半导体库仑岛结构以实现库仑阻塞效应【3】，将是一项 很有意义的制备技术的研究 本论文以大量实验为基础，主要研究利用FIB对不同材料进行无掩膜微细力u 工其加工性能与FfB系统工作参数之间的关系。总结了不同情况F参数的选择 以最佳地发挥FIB的微细加工能力本论文将通过以下两部分1二作对FIB微细 加工性能进行新的探索。 首先以si和Al为样品，测试FIB系统的无掩膜刻蚀的性能分别利用物 悝溅射刻蚀和化学增强刻蚀对两种不同的样品刻蚀，详细讨论刻蚀速率和刻蚀质 量与柬流大小、刻蚀方法、样品种类以及气体流量等参数問的关系刻蚀速率与 束流大小基本成正比，但大束流时偏离线性；铝的刻蚀速率比硅大增强刻蚀速 率比溅射刻蚀大；铝的断线用增强刻蚀质量较好，铝的刻蚀用溅射刻蚀质量较好； m硅的刻蚀选择束流为350pA或1000pA的增强刻蚀质量较好且速率较快。 然后在获得了硅刻蚀的最佳技术参数的基础上，以si和sOl为样品研 究FIB的微区无掩膜离子注入的性能。实验通过聚焦离了束对si表面微区无掩 膜扫描和对sOI的上层硅无掩膜刻蝕以实现离子注入利用工艺模拟软件 AT髓NA模拟得到离子浓度深度分布曲线与实验的sIMs实测曲线比较，证明了 FJB技术进行无掩膜离子注入的可行性；由此分析注入的浓度分布与束流大小、 入射倾角、注入剂量以及样品种类等参数问的关系研究表明，镓离子的浓度分 布与束流和倾角无关但与注入剂量和能量及表面原子的散射有关，且在si／si02 界面上出现分布异常其物理机理是由于界面处缺陷密度高，俘获镓离子形荿离 予堆积 关键词：聚焦离子束，微细加工无掩膜离了注入，溅射刻蚀增强刻蚀 ABSTRACT Since Ion wasintroducedi11to FIB(FocusedBe啪)technoIogy 1 becomea mutine