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大束流阳极层离子源的阴极刻蚀现象及消除措施
1
作者
汤诗奕
马梓淇
+5 位作者
邹云霄
安小凯
杨东杰
刘亮亮
崔岁寒
吴忠振
《物理学报》
SCIE
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第18期230-241,共12页
阳极层离子源可输出高密度离子束流,广泛用于等离子体清洗和辅助沉积,但大束流下内部易发生放电击穿,且大量离子轰击内外阴极导致明显刻蚀,易造成样品污染.本文提出阳极环绕磁屏蔽罩和内外阴极溅射屏蔽板的设计方案,并仿真研究了其对离...
阳极层离子源可输出高密度离子束流,广泛用于等离子体清洗和辅助沉积,但大束流下内部易发生放电击穿,且大量离子轰击内外阴极导致明显刻蚀,易造成样品污染.本文提出阳极环绕磁屏蔽罩和内外阴极溅射屏蔽板的设计方案,并仿真研究了其对离子源电磁场和等离子体放电输运的影响.发现阳极环绕磁屏蔽罩可切断离子源内部阴阳极间的磁场回路,消除打火条件.内外阴极溅射屏蔽板选择溅射产额低且绝缘性能好的氧化铝,既可阻挡离子溅射,又能屏蔽阴极外表面电场,使等离子体放电向阳极压缩,在抑制阴极刻蚀行为的同时提升离子输出效率.当距离阴极外表面9 mm时,溅射屏蔽板的作用效果最优,不仅能获得稳定放电和高效输出,还可大幅削弱阴极刻蚀行为并减少污染.实验结果显示:改进离子源无内部打火,输出高效且清洁,相同电流下离子输出效率较原离子源实际提高36%;玻璃基片在经过1 h清洗后,表面成分几乎不变,来自阴极溅射的Fe元素含量仅为0.03%,比原离子源低2个数量级,含量约为原离子源的0.6%,实验结果验证了理论分析.
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关键词
大束流阳极层离子源
阴极刻蚀
电磁屏蔽
输出性能
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职称材料
表面等离子体无掩膜干涉光刻系统的数值分析(英文)
被引量:
5
2
作者
董启明
郭小伟
《光子学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2012年第5期558-564,共7页
表面等离子体激元具有近场增强效应,可以代替光子作为曝光源形成纳米级特征尺寸的图像.本文数值分析了棱镜辅助表面等离子体干涉系统的参量空间,并给出了计算原理和方法.结果表明,适当地选择高折射率棱镜、低银层厚度、入射波长和光刻...
表面等离子体激元具有近场增强效应,可以代替光子作为曝光源形成纳米级特征尺寸的图像.本文数值分析了棱镜辅助表面等离子体干涉系统的参量空间,并给出了计算原理和方法.结果表明,适当地选择高折射率棱镜、低银层厚度、入射波长和光刻胶折射率,可以获得高曝光度、高对比度的干涉图像.入射波长为431nm时,选择40nm厚的银层,曝光深度可达200nm,条纹周期为110nm.数值分析结果为实验的安排提供了理论支持.
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关键词
干涉光刻
表面等离子体激元
克莱舒曼结构
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职称材料
题名
大束流阳极层离子源的阴极刻蚀现象及消除措施
1
作者
汤诗奕
马梓淇
邹云霄
安小凯
杨东杰
刘亮亮
崔岁寒
吴忠振
机构
北京大学深圳研究生院新材料学院
香港城市大学物理与材料科学系
东北林业大学家居与艺术设计学院
出处
《物理学报》
SCIE
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第18期230-241,共12页
基金
深圳市科技计划深港联合资助项目(批准号:SGDX20201103095406024)
2022年深圳市高等院校稳定支持计划(批准号:20220810143642004)
+1 种基金
国家自然科学基金青年科学基金(批准号:52305174)
深圳市博士后出站科研资助经费(批准号:6700200201)资助的课题。
文摘
阳极层离子源可输出高密度离子束流,广泛用于等离子体清洗和辅助沉积,但大束流下内部易发生放电击穿,且大量离子轰击内外阴极导致明显刻蚀,易造成样品污染.本文提出阳极环绕磁屏蔽罩和内外阴极溅射屏蔽板的设计方案,并仿真研究了其对离子源电磁场和等离子体放电输运的影响.发现阳极环绕磁屏蔽罩可切断离子源内部阴阳极间的磁场回路,消除打火条件.内外阴极溅射屏蔽板选择溅射产额低且绝缘性能好的氧化铝,既可阻挡离子溅射,又能屏蔽阴极外表面电场,使等离子体放电向阳极压缩,在抑制阴极刻蚀行为的同时提升离子输出效率.当距离阴极外表面9 mm时,溅射屏蔽板的作用效果最优,不仅能获得稳定放电和高效输出,还可大幅削弱阴极刻蚀行为并减少污染.实验结果显示:改进离子源无内部打火,输出高效且清洁,相同电流下离子输出效率较原离子源实际提高36%;玻璃基片在经过1 h清洗后,表面成分几乎不变,来自阴极溅射的Fe元素含量仅为0.03%,比原离子源低2个数量级,含量约为原离子源的0.6%,实验结果验证了理论分析.
关键词
大束流阳极层离子源
阴极刻蚀
电磁屏蔽
输出性能
Keywords
large beam-anode layer ion source
cathode etching
electromagnetic shielding
output properties
分类号
TG1 [金属学及工艺—金属学]
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职称材料
题名
表面等离子体无掩膜干涉光刻系统的数值分析(英文)
被引量:
5
2
作者
董启明
郭小伟
机构
电子科技大学光电信息学院
出处
《光子学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2012年第5期558-564,共7页
基金
The National Natural Science Foundation of China(No.60906052)
文摘
表面等离子体激元具有近场增强效应,可以代替光子作为曝光源形成纳米级特征尺寸的图像.本文数值分析了棱镜辅助表面等离子体干涉系统的参量空间,并给出了计算原理和方法.结果表明,适当地选择高折射率棱镜、低银层厚度、入射波长和光刻胶折射率,可以获得高曝光度、高对比度的干涉图像.入射波长为431nm时,选择40nm厚的银层,曝光深度可达200nm,条纹周期为110nm.数值分析结果为实验的安排提供了理论支持.
关键词
干涉光刻
表面等离子体激元
克莱舒曼结构
Keywords
Interference lithography
Surface plasmon plortiton
Kretschmann structureCLCN: TN305.7 Document Code:A Article ID:1004-4213(2012)05-0558-70 Introduct
ion
There is a growing interest in exploring new nanolithography techniques with high efficiency,low cost and
large
-area fabricat
ion
to fabricate nanoscale devices for nanotechnology applicat
ion
s.Convent
ion
al photolithography has remained a useful microfabricat
ion
technology because of its ease of repetit
ion
and suitability for
large
-area fabricat
ion
[1].The diffract
ion
limit,however,restricts the fabricat
ion
scale of photolithography[2].Potential solut
ion
s that have actually been pursued require increasingly shorter illuminat
ion
wavelengths for replicating smaller structures.It is becoming more difficult and complicated to use the short optical wavelengths to reach the desired feature sizes.Other methods such as electron beam lithography[3],
ion
beam lithography[4],scanning probe lithography[5],nanoimprint lithography(NIL)[6],and evanescent near-field optical lithography(ENFOL)[7] have been developed in order to achieve nanometer-scale features.As we know,the former three techniques need scanning and accordingly are highly inefficient.In NIL,the leveling of the imprint template and the substrate during the printing process,which determines the uniformity of the imprint result,is a challenging issue of this method.ENFOL have the potential to produce subwavelength structures with high efficiency,but it encounters the fact that the evanescent field decays rapidly through the aperture,thus attenuating the transmiss
ion
intensity at the exit plane and limiting the exposure distance to the scale of a few tens of nanometers from the mask.In recent years,the use of surface-plasmon polaritons(SPPs) instead of photons as an exposure
source
was rapidly developed to fabricate nanoscale structures.SPPs are characterized by its near field enhancement so that SPP-based lithography can greatly extend exposure depth and improve pattern contrast.Grating-assisted SPP interference,such as SPP resonant interference nanolithography[8] and SPP-assisted interference nanolithography[9],achieved a sub-100nm interference pattern.The techniques,however,are necessary to fabricate a metal grating with a very fine period and only suitable for small-area interference.To avoid the fabricat
ion
of the metal grating,a prism-based SPP maskless interference lithography was proposed in 2006,which promises good lithography performance.The approach offers potential to achieve sub-65nm and even sub-32nm feature sizes.However,the structure parameters are always not ideal in a real system.One wants to know how much influence the parameter variat
ion
s have on the pattern resolut
ion
and what variat
ion
s of the parameters are allowed to obtain an effective interference.Thus,it is necessary to explore the parameter spaces.1 SPP maskless interference lithography systemThe SPP maskless interference lithography system is shown in Fig.1.A p-polarized laser is divided into two beams by a grating splitter,and then goes into the prism-based multi
layer
system.Under a given condit
ion
,the metal film can exhibit collective electron oscillat
ion
s known as SPPs which are charge density waves that are characterized by intense electromagnetic fields confined to the metallic surface.If the metal
layer
Fig.1 Schematic for SPP maskless interference lithography systemis sufficiently thin,plasma waves at both metal interfaces are coupled,resulting in symmetric and antisymmetric SPPs.When the thickness h of metal film,dielectric constant ε1,ε2,ε3 of medium above,inside,below the metal film are specified,the coupling equat
ion
is shown as followstanh(S2h)(ε1ε3S22+ε22S1S3)+(ε1ε2S2S3+ε2ε3S1S2)=0
分类号
TN305.7 [电子电信—物理电子学]
下载PDF
职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
大束流阳极层离子源的阴极刻蚀现象及消除措施
汤诗奕
马梓淇
邹云霄
安小凯
杨东杰
刘亮亮
崔岁寒
吴忠振
《物理学报》
SCIE
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024
0
下载PDF
职称材料
2
表面等离子体无掩膜干涉光刻系统的数值分析(英文)
董启明
郭小伟
《光子学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2012
5
下载PDF
职称材料
已选择
0
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