專利名稱：有序波形納米結(jié)構(gòu)形成方法(多個(gè)方案)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在基片表面利用離子流形成周期約100nm或更小的波形起伏結(jié)構(gòu)的方法和裝置以及用于基片拋光的裝置。
背景技術(shù)：
在硅表面形成波形納米起伏結(jié)構(gòu)的方法是已知的(俄羅斯專利申請(qǐng)RU99124768)。
用分子氮的均勻離子流N2+濺射硅，直到形成納米結(jié)構(gòu)波峰方向垂直于離子入射平面的周期性波形納米結(jié)構(gòu)。
其中首先選擇一些決定形成中的波形納米結(jié)構(gòu)幾何以及對(duì)應(yīng)于納米結(jié)構(gòu)波幅的生長(zhǎng)開始和結(jié)束的濺射深度Dm和DF的參數(shù)離子能量；離子在硅初始表面的入射角度；硅的溫度及氮離子深入硅的深度，所有這些都是基于所述納米結(jié)構(gòu)的波長(zhǎng)。
因此，類似的方法采用N2+-Si體系來形成波形納米結(jié)構(gòu)。
已知，在用O2+離子濺射砷化鎵(O2+-GaAs體系)時(shí)，形成波形納米結(jié)構(gòu)(KarenA，Nakagawa Y，Hatada M，Okino K，Soeda F，Ishitani A，GaAs和其它III-V半導(dǎo)體被O2誘發(fā)的分布狀況定量研究波紋形成和因試樣轉(zhuǎn)動(dòng)二次離子產(chǎn)額抑制的STM(掃描隧道顯微顯)研究-表面和界面分析(surf and Interf Anal1995年，V.23，p.506～513)。該納米結(jié)構(gòu)有用的性質(zhì)是有足夠高的縱橫尺寸比值(即起伏幅度與波長(zhǎng)或周期的比)。但是，在O2+-GaAs體系中形成的波形納米結(jié)構(gòu)的有序度和平面性低下。
本發(fā)明系列中的第一個(gè)發(fā)明技術(shù)成果在于顯著提高了形成的波形起伏有序度。
它是通過如下途徑達(dá)到采用砷化鎵替代N2+離子流濺射的硅(如在類似專利RU 99124768中所描述的)，或換言之，使用N2+-GaAs體系替代N2+-Si體系。因此，用N2+離子流照射砷化鎵導(dǎo)致形成具有高自然有序度性質(zhì)的波形納米結(jié)構(gòu)。
優(yōu)選地，使用非晶形砷化鎵層作為砷化鎵。
優(yōu)選地，用磁控濺射砷化鎵的方法形成非晶形砷化鎵層。
優(yōu)選地，在與GaAs初始表面垂線成55-60角度范圍內(nèi)選擇N2+離子入射角。
優(yōu)選地，在6-8KeV范圍內(nèi)選擇N2+離子能量。
優(yōu)選地，N2+離子濺射GaAs最高達(dá)DF＝1μm深度。
優(yōu)選地，在與N2+離子轟擊平面相重合的轟擊平面內(nèi)，用O2+離子束補(bǔ)充濺射在N2+-GaAs體系中已形成的波形納米結(jié)構(gòu)，以增長(zhǎng)波形納米結(jié)構(gòu)的波幅。
優(yōu)選地，補(bǔ)充濺射時(shí)，O2+離子的轟擊能量和角度的選擇應(yīng)使N2+-GaAs和O2+-GaAs體系中的波長(zhǎng)相重合。
優(yōu)選地，在用O2+離子補(bǔ)充濺射時(shí)，應(yīng)用二次發(fā)射信號(hào)控制波形納米結(jié)構(gòu)的波幅增長(zhǎng)。
優(yōu)選地，使用二次電子、離子或光子發(fā)射信號(hào)作為二次發(fā)射信號(hào)。
優(yōu)選地，僅在二次發(fā)射信號(hào)飽和的時(shí)刻進(jìn)行用O2+離子的補(bǔ)充照射。
已知，在用分子氧的離子流濺射硅(O2+-Si體系)時(shí)，也形成波形起伏結(jié)構(gòu)(Vajo J.J.，Doty R.E.，Cirlin E.H.O2+能量、通量、注量對(duì)硅上濺射誘發(fā)的波紋分布狀況生成和成長(zhǎng)的影響-真空科學(xué)技術(shù)雜志(j.Vac.Sci.Technol)A，1996，V.14，No 5，p.2709-2720)。本發(fā)明的作者利用掃描電子顯微鏡(SEM)確定，在相應(yīng)波形起伏的波幅極大增長(zhǎng)開始的硅的一定濺射深度Dm，在O2+-Si體系中形成小波幅起伏，與N2+-Si體系相比，其特點(diǎn)是具有提高的有序度或有較長(zhǎng)的波長(zhǎng)。但是，在O2+-Si體系中進(jìn)一步用氧離子濺射時(shí)，隨著波幅的增長(zhǎng)，起伏的有序度及其平面性顯著變壞。相反，在N2+-Si體系中形成的波形起伏結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)是有高的平面度，它會(huì)一直保持到等于3DF的濺射深度。
第二個(gè)發(fā)明的技術(shù)成果還是在于形成的波形起伏結(jié)構(gòu)的有序度提高。
它通過如下的途徑達(dá)到分兩個(gè)階段進(jìn)行硅的濺射。首先，在O2+-Si體系中用O2+離子流形成在濺射深度Dm有高有序度的小波幅波形納米結(jié)構(gòu)，然后，在N2+-Si體系中，用N2+離子進(jìn)一步濺射硅，一直到濺射深度DF處的波形納米結(jié)構(gòu)的波幅飽和。同時(shí)，O2+和N2+離子轟擊平面相重合，并對(duì)離子轟擊的能量和角度進(jìn)行選擇以便O2+-Si和N2+-Si體系中波形起伏結(jié)構(gòu)的波長(zhǎng)相等。
優(yōu)選地，使用非晶形硅層作為硅。
優(yōu)選地，用二次發(fā)射信號(hào)控制波形納米結(jié)構(gòu)的形成。
基于N2+-Si體系的研究，本發(fā)明的作者確定，在其上形成的波形起伏結(jié)構(gòu)的波峰方向，預(yù)先定向拋光硅表面將大大提高起伏的定向程度，即它的有序度。
第二發(fā)明的技術(shù)成果還在于提高形成的波形起伏結(jié)構(gòu)的有序度。
它通過如下的途徑達(dá)到預(yù)先把硅表面定向拋光，在其上形成N2+-Si體系的波形起伏結(jié)構(gòu)，并使波峰的取向與拋光方向一致。
優(yōu)選地，采用由諸如鋁、硅和鉻的氧化物微粒組成的磨料。
已知有這樣的裝置，它包含具有帶孔基體的等離子電極，用來從總等離子體形成離子束基體(K.L.Scott，T.-j.King，M.A.Lieberman，K.-N.Leung“離子束平版印刷技術(shù)用的圖形發(fā)生器和微柱”-J.of Vacuum Sci.and Tech.B，V18(6)，2000，p.3172-3176；K.-N.Leung，H.Y.Lee，V.Ngo，N.Zahir“等離子體形成的離子束投影平版印刷技術(shù)系統(tǒng)”專利US 6486480)。
該類似裝置不足之處是形成的圖形最小尺度不合適。
已知有在基片表面形成圖形的裝置(RU 2180885)，該裝置包含傾斜帶狀離子束基體成形器和用于移動(dòng)基片通過帶狀離子束用的精密臺(tái)，成形器是以帶有線性孔基體的等離子電極為基礎(chǔ)，孔的位置與硅表面上納米線組所要求的位置一致。
這原型機(jī)的不足之處是制造帶狀離子束偏移和聚焦的微系統(tǒng)的復(fù)雜性。
第四發(fā)明的技術(shù)成果是通過取消帶狀離子束偏移和聚焦微系統(tǒng)以及在硅表面垂直入射帶狀離子束形成納米線組，來簡(jiǎn)化已知裝置的制造。
這通過如下途徑達(dá)到帶狀離子束基體成形器確保離子束垂直入射到硅表面，這使得這裝置接近于類似裝置，但是，裝置的目的是在硅上形成周期比離子束寬度小得多的有序波形納米結(jié)構(gòu)，使它區(qū)別于用于離子投影光刻的類似裝置，即在寬度可與離子束直徑相比的抗蝕劑中形成線條。
原則上，帶狀離子束基體與圓形離子束基體不同，并且使基體穿過帶狀離子束移動(dòng)用的精密臺(tái)的移動(dòng)也有差別。
優(yōu)選地，使帶狀離子束的寬度在離子能量5KeV時(shí)為0.5μm。
優(yōu)選地，使基片的精密臺(tái)為基片的移動(dòng)提供如下關(guān)系式所確定的速度
V=IL·Y·Aρ·DF·NA·e,]]>式中IL-為帶狀離子束的線性電流密度，A/cm；Y-為相對(duì)1個(gè)氮原子算出的濺射率；A-為硅的克分子質(zhì)量，g；ρ-為硅的密度g/cm3；DF-為有序波形結(jié)構(gòu)形成深度，cm；NA-為阿伏伽德羅數(shù)，6.022×1023mole-1e-為電子電荷，1.6×10-19K1。
優(yōu)選地，使基片用的精密臺(tái)以安裝在精密臺(tái)上試驗(yàn)槽產(chǎn)生的二次電子發(fā)射信號(hào)所控制的速度移動(dòng)。
已知在半導(dǎo)體生產(chǎn)中有拋光基片用的裝置(US 2002/0142704)。
已知的這個(gè)裝置由保證基片在其平面內(nèi)繞自己的軸轉(zhuǎn)動(dòng)的夾具，支撐體在基片平面與移動(dòng)帶接觸處支座上的連續(xù)移動(dòng)帶，保證基片夾具轉(zhuǎn)動(dòng)的馬達(dá)，往移動(dòng)帶輸送拋光混合物及經(jīng)支座上的小孔系統(tǒng)提供空氣以保證移動(dòng)帶懸浮起來和使基片壓力均勻分布在移動(dòng)帶的空氣裝置組成。
第五發(fā)明的技術(shù)成果在于改變了已知裝置的結(jié)構(gòu)，從而保證了定向拋光半導(dǎo)體基片。
它通過以下途徑達(dá)到基片夾具確?；w相對(duì)于移動(dòng)帶移動(dòng)方向的固定位置。


通過附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行說明圖1A示意顯示出了用N2+離子濺射時(shí)在砷化鎵表面上形成小波幅有序波形納米結(jié)構(gòu)的過程及單個(gè)波的幾何形狀。
圖1B顯示了用O2+離子補(bǔ)充濺射，在砷化鎵表面上得到的波幅增長(zhǎng)的有序波形納米結(jié)構(gòu)及單個(gè)波的幾何形狀。
圖1C顯示了N2+-GaAs體系中隨后用O2+離子補(bǔ)充濺射所形成的有序納米結(jié)構(gòu)的SEM圖象。
圖1D顯示了N2+-GaAs體系中隨后用O2+離子補(bǔ)充濺射所形成的有序納米結(jié)構(gòu)的SEM圖象。
圖2A顯示了在N2+-Si體系中形成的波形納米結(jié)構(gòu)的SEM圖象。
圖2B顯示在深度Dm的O2+-Si體系中隨后用N2+離子補(bǔ)充濺射所形成的波形納米結(jié)構(gòu)SEM圖象。
圖3A顯示了N2+-Si體系中形成的波形納米結(jié)構(gòu)的SEM圖象。
圖3B顯示了N2+-Si體系中預(yù)先用GOI研磨膏定向拋光表面所形成的波形納米結(jié)構(gòu)的SEM圖象。
圖4A顯示了帶狀束基體的成形器，它產(chǎn)生束1，并包含有等離子電極(2)中的線性小孔的基體(3)、開啟和關(guān)閉帶狀束用的電極(4)及絕緣體(5)。納米結(jié)構(gòu)(6)在硅基片(10)上用離子束(1)形成。
圖4B顯示了等離子電極(3)的頂視圖(A圖)，帶有納米線組(14)的晶體(12)。
圖4C顯示了在基片表面形成有序波形納米結(jié)構(gòu)的裝置，它包含有帶狀束基體成形器(11)，永磁鐵(15)，帶有氮?dú)馑腿牒团懦鱿到y(tǒng)(圖上未示出)的等離子室(16)，試驗(yàn)槽(17)，二次電子探測(cè)器(18)，基片(10)用的精確臺(tái)(19)，帶有基片抽出和送入腔室的系統(tǒng)(圖上未示出)的真空室(20)，硅基片(10)，帶有接口的計(jì)算機(jī)(圖上未示出)。
圖5上示出了定向拋光基片的裝置。
具體實(shí)施例方式
以如下的實(shí)例說明本發(fā)明的實(shí)質(zhì)實(shí)例1在設(shè)計(jì)用于逐層分析材料的裝置中，用離子濺射對(duì)GaAs樣品進(jìn)行離子濺射。
把離子束以掃描的方式對(duì)準(zhǔn)樣品表面以提供均勻的離子束。圖1A示意顯示了N2+-GaAs體系中波形納米結(jié)構(gòu)形成過程。圖1A的圖平面與離子轟擊平面即離子入射平面相重合。在與GaAs表面垂線呈θ＝55-58°離子轟擊角的狹的角范圍內(nèi)及濺射深度DF約1μm、N2+離子能量E＝8KeV時(shí)，形成波長(zhǎng)λ＝130nm的穩(wěn)定、高有序度的波形納米結(jié)構(gòu)，所述納米結(jié)構(gòu)幾乎完全沒有波斷裂并且只具有極少量的波交叉。波峰方向與離子轟擊平面垂直。隨照射劑量增加，該納米結(jié)構(gòu)—直到濺射深度為35μm不發(fā)生任何明顯變化。在SEM下觀察在E＝8KeV和θ＝56°時(shí)得到的具有波形納米結(jié)構(gòu)的GaAs晶體碎片，能確定單個(gè)波的幾何形狀。在λ＝130nm時(shí)，波幅為13nm。波斜度相對(duì)水平線傾斜8-9°。因此，波斜度的局部轟擊角度為47和65°，長(zhǎng)時(shí)間濺射不改變這些角度。
在N2+-GaAs體系中，角θ＞60°(E＝8KeV)以及離子能量E＜6KeV(θ＝56°)時(shí)，在SEM下觀察形成的波形納米結(jié)構(gòu)。在E＝6KeV和θ＝56°時(shí)，形成λ＝123nm的波形納米結(jié)構(gòu)。在θ＞60°離子濺射的蝕穴底部及其斜面上沒有波形納米結(jié)構(gòu)時(shí)，觀察到孤立錐形的生成。在E＝8KeV、θ＝45-55°角范圍內(nèi)，生成小波幅周期性的、低有序度的納米結(jié)構(gòu)，它在離子照射劑量增加的情況下，發(fā)生漸進(jìn)擾動(dòng)。類似的漸進(jìn)擾動(dòng)對(duì)O2+-GaAs和O2+-Si體系也是很典型的。
在N2+-GaAs體系中，未發(fā)現(xiàn)波形納米結(jié)構(gòu)形成過程對(duì)俄歇電子發(fā)射有任何影響，所以，不可能在現(xiàn)場(chǎng)記錄下這個(gè)過程。
用SEM觀察在E＝8KeV和θ＝55°及不同照射劑量下GaAs表面經(jīng)N2+離子形成的離子束腐蝕穴表面，確定波形納米結(jié)構(gòu)的生成深度為1μm。
為了提高在N2+-GaAs體系中形成的波形納米結(jié)構(gòu)的波幅和增大波斜度的傾斜角度，分兩個(gè)階段進(jìn)行波形納米結(jié)構(gòu)形成試驗(yàn)。在第一階段，在N2+-GaAs體系中在濺射深度1.5μm、E＝8KeV和θ＝56.7°條件下，形成λ＝128nm的波形納米結(jié)構(gòu)，以上條件保證了納米結(jié)構(gòu)有最大的有序度。然后，用O2+離子在E＝5.5KeV和θ＝39°，不同的離子照射劑量條件下，濺射上面第一階段得到的波形納米結(jié)構(gòu)。補(bǔ)充濺射波形納米結(jié)構(gòu)的過程示于圖1B。O2+和N2+離子的轟擊平面相重合。O2+離子照劑量是根據(jù)GaO+離子二次發(fā)射信號(hào)達(dá)到飽和點(diǎn)的時(shí)間選擇的。這個(gè)發(fā)射信號(hào)的增長(zhǎng)和飽和反映出納米結(jié)構(gòu)波斜度的傾斜角的增大和飽和，對(duì)O2+-GaAs體系中的As+或AsO+二次離子也觀察到類似的情形。
在試驗(yàn)中，GaO+發(fā)射信號(hào)增長(zhǎng)在4分鐘內(nèi)達(dá)到飽和。圖1C和1D上示出了因在隨后用O2+離子在1.5和2.5分鐘內(nèi)分別濺射的兩過程形成的λ＝123nm波形納米結(jié)構(gòu)的SEM圖象。隨O2+離子照射劑量的增加，二次電子發(fā)射中SEM圖象對(duì)比放大證實(shí)，波斜度的傾斜角增大。比較圖1C和圖1D可見，增加O2+離子照射劑量實(shí)際上不影響在N2+-GaAs體系中得到的初始波形納米結(jié)構(gòu)的有序度。
為了使用該波形納米結(jié)構(gòu)，可能必須在用已知的GaAs靶磁控濺射的方法在不同材料表面所沉積的非晶形GaAs層中來形成該納米結(jié)構(gòu)。
實(shí)例2利用SEM觀察在O2+-Si體系中波紋分布狀況的進(jìn)展，能得到在濺射深度Dm時(shí)這個(gè)體系中有更高有序度的波的結(jié)論。與N2+-Si體系相比，在O2+-Si體系中Dm深度時(shí)形成很少量波斷裂的波形納米結(jié)構(gòu)。在這些基礎(chǔ)上進(jìn)行了分兩個(gè)階段形成波形納米結(jié)構(gòu)的實(shí)驗(yàn)。在第一階段，在O2+-Si體系中，濺射深度Dm＝1350nm、E＝4KeV和θ＝47°時(shí)形成λ＝130nm的波形納米結(jié)構(gòu)。第二階段的條件根據(jù)O2+-Si和N2+-Si體系中波長(zhǎng)達(dá)到相等來選擇。在第二階段，在E＝8KeV和θ＝43°時(shí)波形納米結(jié)構(gòu)用N2+離子濺射—直到最終D＝1670nm。N2+-Si體系的補(bǔ)充濺射深度為320nm，它對(duì)應(yīng)于波形納米結(jié)構(gòu)形成第二階段的條件。如實(shí)例1中那樣，O2+和N2+離子轟擊平面相重合。兩個(gè)階段得到如圖2B所示的λ＝140nm的波形納米結(jié)構(gòu)。為了進(jìn)行比較，圖2A示出了N2+-Si體系中在E＝8KeV和θ＝43°條件下一階段過程中形成的波形納米結(jié)構(gòu)的圖象。通過計(jì)算長(zhǎng)邊垂直波峰且每一邊包含50波的1.3×6.5μm2大小方格內(nèi)的波數(shù)，進(jìn)行6.77×9μm2大小的SEM圖象的統(tǒng)計(jì)分析。統(tǒng)計(jì)從方格的一個(gè)長(zhǎng)邊緣到達(dá)另一邊緣沒有斷裂和交叉的波(好波數(shù)量)，交叉一邊緣并達(dá)不到另一邊緣的波(波斷裂數(shù)量)以及在方格內(nèi)波交叉的數(shù)量。從而確定，形成N2+-[O2+-Si]波形納米結(jié)構(gòu)的兩過程把波斷裂數(shù)量減少到1/5.4，交叉數(shù)減少到1/2.9，把好波數(shù)增加到2.4倍。因此，在兩階段過程中，可以形成高有序度并把O2+-Si體系在濺射深度Dm的波幅增長(zhǎng)與N2+-Si體系的平面性結(jié)合在一起的波形納米結(jié)構(gòu)。
實(shí)例3在本身不具有自然有序度的N2+-Si體系中，可通過采用預(yù)先機(jī)械處理硅表面的方法來提高波形納米結(jié)構(gòu)的有序度。
用含有氧化鉻(Cr2O3)顆粒的GOI化合物定向拋光硅表面，然后在與研磨顆粒相對(duì)硅表面移動(dòng)方向的方向使用N2+離子束在N2+-Si體系中形成波形納米結(jié)構(gòu)的試驗(yàn)確定，預(yù)先定向拋光過程將會(huì)極大提高沿拋光方向的納光結(jié)構(gòu)定向程度。納米結(jié)構(gòu)形成參數(shù)E＝8KeV，θ＝43°，DF＝360nm，λ＝150nm，接近無拋光的情況。對(duì)非晶形硅層，通過預(yù)先用GOI化合物定向拋光，在提高納米結(jié)構(gòu)方向性方面，得到了類似的結(jié)果。
可以使用含氧化鋁或氧化硅顆粒的水基或弱堿漿料代替GOI化合物。這類漿料在工業(yè)中用于拋光半導(dǎo)體生產(chǎn)中的基片。
實(shí)例4形成有序波形納米結(jié)構(gòu)的裝置的工作原理示于圖4A-4B。該裝置按如下方式工作把基片(10)固定在精密臺(tái)(19)，抽真空室空氣到工作壓力，為獲得氮離子流，經(jīng)送入系統(tǒng)把氮?dú)馑腿氲入x子室，在等離子室中引發(fā)電荷，相對(duì)于地的等離子工作電位U＝+5KeV，所以，室(16)應(yīng)與室(20)適當(dāng)?shù)碾娊^緣，等離子電極(3)處于U+U1電位，電極(4)在離子束接通時(shí)處于U-U1電位，在離子束斷開時(shí)處于U+U1電位，電極(4)與電極(3)用絕緣體(5)絕緣，U1電位約為+100V。用計(jì)算機(jī)和接口及來自試驗(yàn)槽(17)的二次電子探測(cè)器信號(hào)，控制精密臺(tái)(19)的移動(dòng)。臺(tái)的移動(dòng)速度與來自試驗(yàn)槽(17)的由探測(cè)器(18)記錄下的二次電子發(fā)射電流成比例減少。當(dāng)?shù)入x子體中離子電流密度為250mA/cm2、基片移動(dòng)速度為2.5mkm/s、帶狀速之間的距離為1mm時(shí)，在基片被納米線100％蓋住的條件下，達(dá)到1小時(shí)6個(gè)基片的生產(chǎn)能力。
等離子電極(3)中的線性小孔(2)排成一列，周期為d，它比基片(10)中晶體(12)的尺度S小整數(shù)倍。這樣可以在比晶體尺度小S/d倍的距離上移動(dòng)時(shí)用納米線組(14)蓋住晶體。
等離子電極是由厚度約20μm的n-型導(dǎo)電性的高合金硅片制造的。包含有電極(3)和(4)的線性束基體成型器(11)的一部分是按照把絕緣體(5)做成支撐體電極的平面硅工藝、采用氮化硅制造的。面向基片(10)的成形器(11)的外部分被無晶形硅層或低導(dǎo)電性的碳覆蓋。
在所有要求的方法實(shí)例中，離子流傾斜地入射到基片，但這些是均勻離子流。在圖4A所示的移動(dòng)帶狀離子束的情況下，濺射平面(7)的區(qū)段相對(duì)離子流方向傾斜。離子束(1)沿硅表面(10)移動(dòng)時(shí)濺射硅，留下有序的納米結(jié)構(gòu)(6)。帶有納米結(jié)構(gòu)的表面的位置低于初始表面(10)的位置。表面(7)的傾斜濺射區(qū)段寬度等于離子束(1)的寬度。因此，雖然離子流垂直入射到初始表面(10)，但使納米結(jié)構(gòu)(6)形成過程是在表面濺射區(qū)段被傾斜轟擊實(shí)現(xiàn)的。
因此，本發(fā)明擴(kuò)大了已知相似裝置的功能特性。
優(yōu)選實(shí)施方案實(shí)例5線性化學(xué)機(jī)械拋光裝置廣泛用于拋光半導(dǎo)體生產(chǎn)中的基片，它包含一個(gè)連續(xù)移動(dòng)帶(US 2002/0142704)。已完成的實(shí)驗(yàn)導(dǎo)致以下結(jié)論，基片定向拋光可采用稍稍改變類似裝置的設(shè)計(jì)來實(shí)現(xiàn)，例如，通過消除基片夾具繞自己軸轉(zhuǎn)動(dòng)及保證相對(duì)帶移動(dòng)方向固定夾具方位的方法。在圖5示出了基片定向拋光的裝置，它是由夾具(1)組成，以非工作位置顯示，且顯示了一個(gè)基片的安裝。在工作位置(2)，夾具把基片(3)壓緊到用滑輪(5)傳動(dòng)的連續(xù)帶(4)，基片夾具保證相對(duì)帶移動(dòng)方向固定基片(3)，支撐體(6)支持帶(4)和基片夾具于工作位置(2)。在支撐體中具有可供壓縮空氣通過的小孔系統(tǒng)，從而向基片提供均勻的壓力分布將其壓緊到帶上。此外，往帶送上拋光漿料。圖5未示出輸送的裝置?；?5)和帶(4)的下部分可以浸沒在拋光漿料的池中。選擇合適的拋光漿料用的研磨劑，例如一般用于生產(chǎn)中的氧化鋁和氧化硅，可能是對(duì)如實(shí)例3中那樣隨后用離子濺射基片使波形納米結(jié)構(gòu)達(dá)到最大有序度有用的。
工業(yè)應(yīng)用性本發(fā)明可用于形成圖形的方法中，包括在硅和砷化鎵表面形成線寬10至60nm的圖形，用于形成納米電子和光電子器件的納米導(dǎo)線的方法中。
權(quán)利要求
1.形成有序波形納米結(jié)構(gòu)的方法，其包含用均勻分子氮離子N2+流濺射半導(dǎo)體材料，直到在材料表面形成波峰方向垂直于離子入射平面的周期性波形納米結(jié)構(gòu)，該方法的特征在于使用砷化鎵作為半導(dǎo)體材料，在用氮離子N2+濺射后用氧離子O2+流對(duì)已形成的波形納米結(jié)構(gòu)進(jìn)行補(bǔ)充濺射，同時(shí)，氧離子入射平面與氮離子入射平面相重合，并選擇離子入射的能量和角度以便使在用氮和氧離子單獨(dú)照射時(shí)波形納米結(jié)構(gòu)的波長(zhǎng)重合。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于使用非晶形砷化鎵作為砷化鎵。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的方法，其特征在于采用磁控濺射方法形成非晶形砷化鎵層。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于N2+離子入射角選擇在與砷化鎵初始表面垂線呈55-60度的范圍內(nèi)，N2+離子能量在6-8KeV范圍內(nèi)，從而使N2+離子濺射砷化鎵達(dá)到深度DF＝1μm。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4的方法，其特征在于通過二次發(fā)射信號(hào)，控制波形納米結(jié)構(gòu)波幅的增長(zhǎng)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5的方法，其特征在于，采用二次電子、離子或光子發(fā)射信號(hào)作為二次發(fā)射信號(hào)。
7.根據(jù)權(quán)利要求5的方法，其特征在于O2+離子照射一直到二次發(fā)射信號(hào)飽和時(shí)刻。
8.形成有序波形納米結(jié)構(gòu)的方法，其包含用O2+離子流濺射硅表面直到在相應(yīng)納米結(jié)構(gòu)波幅開始增長(zhǎng)的濺射深度形成小波幅的波形納米結(jié)構(gòu)，然后用N2+離子流在與O2+離子轟擊平面相重合的轟擊平面內(nèi)照射硅表面，直到波形納米結(jié)構(gòu)波幅飽和，選擇離子轟擊的能量和角度使得正在形成的波形納米結(jié)構(gòu)的波長(zhǎng)在用N2+離子和O2+離子一次照射時(shí)重合。
9.根據(jù)權(quán)利要求8的方法，其特征在于使用非晶形硅層作為硅。
10.根據(jù)權(quán)利要求8的方法，其特征在于根據(jù)二次發(fā)射信號(hào)控制達(dá)到相應(yīng)波形納米結(jié)構(gòu)波幅開始增長(zhǎng)及飽和的濺射深度。
11.形成有序波形納米結(jié)構(gòu)的方法，其包含用均勻氮子N2+流濺射半導(dǎo)體材料，直到在材料表面形成納米結(jié)構(gòu)的波峰方向垂直于離子入射平面的周期性波形納米結(jié)構(gòu)，該方法的特征在于使用砷化鎵作為半導(dǎo)體材料，在用分子氮離子濺射前，預(yù)先定向拋光砷化鎵表面，在砷化鎵表面形成波峰方向與拋光方向一致的波形納米結(jié)構(gòu)，用分子氮離子N2+濺射后，用氧離子O2+流對(duì)已形成的波形納米結(jié)構(gòu)進(jìn)行補(bǔ)充濺射，同時(shí)，氧離子入射平面與氮離子入射平面相重合，并選擇離子入射能量及角度以便使波形納米結(jié)構(gòu)的波長(zhǎng)，在用氮和氧離子一次照射時(shí)相重合。而且，研磨劑顆粒的尺寸應(yīng)小于波形納米結(jié)構(gòu)的波長(zhǎng)。
12.根據(jù)權(quán)利要求11的方法，其特征在于拋光使用由鋁、硅或鉻的氧化物顆粒組成的研磨劑。
13.形成有序波形納米結(jié)構(gòu)的方法，其包含定向拋光硅表面之后，用O2+離子濺射硅表面，在硅表面形成波峰方向與拋光方向相同的波形納米結(jié)構(gòu)，這個(gè)過程一直到形成濺射深度相應(yīng)納米結(jié)構(gòu)波幅開始增加的小波幅的波形納米結(jié)構(gòu)，在與O2離子轟擊平面相重合的轟擊平面內(nèi)用N2+離子流照射硅表面，直到波形納米結(jié)構(gòu)波幅飽和，離子轟擊的能量及角度選擇得使在用N2+和O2+離子一次照射硅時(shí)形成的波形納米結(jié)構(gòu)波長(zhǎng)相重合，而且，研磨劑顆粒的尺寸應(yīng)小于波形納米結(jié)構(gòu)的波長(zhǎng)。
14.根據(jù)權(quán)利要求13的方法，其特征在于為了拋光使用由鋁、硅或鉻氧化物的顆粒組成的研磨劑。
全文摘要
用于形成有序波形納米結(jié)構(gòu)的方法，該方法在于用均勻分子氮離子N
文檔編號(hào)H01L21/306GK1894157SQ200480029327
公開日2007年1月10日 申請(qǐng)日期2004年10月8日 優(yōu)先權(quán)日2003年10月10日
發(fā)明者V·K·斯米爾諾夫, D·S·吉巴洛夫 申請(qǐng)人:沃斯泰克公司