MEMS应用中的TiN薄膜工艺研究

第１９卷第５期　学报　传感技术　ＣＨＩＮＥＳＥ　ＪＯＵＲＮＡＬ　ＯＦ　ＳＥＮＳＯＲＳ　ＡＮＤ　：　Ｋ　ＱＲＳ　Ｖｏ１．１９　Ｎｏ．５　２００６年１０月　０ｃｔ．２００６　ＴｉＮ　Ｍｅｍｂｒａｎｅ　ｆｏｒ　ＭＥＭＳ　Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ　ＹＡＮＧ　Ｍｅｉ　～，ＳＨＵＱｉｏｎｇ　，ＣＨＥＮ　Ｊｉｎｇ　，。　，１．Ｃｏｌｌｅｇｅ　ｏｆ　Ｍｉｃｒｏｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ，Ｂｅｉｊｉｎｇ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｂｅｉｊｉｎｇ　１００８７１，Ｃｈｉｎａ　、　＼２．Ｓｔｎ　Ｋｅ　Ｌａｂｏｒａ￡ｏｒ　ｏｆ　Ｔｒａｎｓｄｕｃｅｒ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ＣｈｉｎｅｓｅＡｃａｄｅｍｙ　ｏｆ　Ｓｃｉｅｕｃｅｓ，Ｓｈａｎｇｈａｉ　２０００５０，Ｃｈｉｎａ》　Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＴｉＮ　ｍｅｍｂｒａｎｅ　ｆｏｒ　ＭＥＭＳ　ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ　ｉｓ　ｓｔｕｄｉｅｄ．Ｔｈｅ　ｍｅｍｂｒａｎｅ　ｉｓ　ｄｅｐｏｓｉｔｅｄ　ｂｙ　ｒｅａｃｔｉｖｅ　ＲＦ　ｓｐｕｔｔｅｒｉｎｇ．ａｎｄ　ｔｈｅ　ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ　ｏｆ　ｃｒｉｔｉｃａ１　ｐｒｏｃｅｓｓ　ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ，ｓｕｃｈ　ａｓ　ｒａｔｉｏｎ　ａｒｇｏｎ　ｇａｓ　ｔｏ　ｎｉｔｒｏｇｅｎ　ｇａｓ、ｇａｓ　ｐｒｅｓｓｕｒｅ　ｉｓ　ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｄ．Ｔｈｅ　ａｆｆｅｃｔｉｏｎ　ｏｆ　ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ　ａｎｎｅａｌｉｎｇ　ｐｒｏｃｅｓｓ　ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ　ｏｎ　ＴｉＮ　ｆｉｌｍ　ｓｔｒｅｓｓ　ｉｓ　ａｌｓｏ　ｒｅｓｅａｒｃｈｅｄ，ｌｏｗ　ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ　ａｎｎｅａｌｉｎｇ　ｏｆ　ｆｉｌｍ　ｃａｎ　ｂｅ　ｒｅａｌｉｚｅｄ．Ｆｕｒｔｈｅｒｍｏｒｅ，ｔｈｅ　ｅｔｃｈｉｎｇ　ａｎｄ　ａｎｔｉ—ｅｒｏｓｉｏｎ　ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ　ｏｆ　ＴｉＮ　ｆｉｌｍ　ａｒｅ　ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｄ．Ｒｅｃｏｒｄｉｎｇ　ｔｏ　ｔｈｅ　ｗｅｔ　ｅｔｃｈｉｎｇ　ｒｅｓｕｌｔｓ　ｏｆ　ＴｉＮ　ｆｉｌｍ，ＴｉＮ　ｉｓ　ａｎｔｉ—　ｅｒｏｓｉｏｎ　ｉｎ　ｒｏｏｍ　ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ．Ｅｔｃｈ　ｒａｔｅ　ｏｆ　ＳｉＣ　ｆｉｌｍ　ｂｙ　ｗｅｔ　ａｎｄ　ｄｒｙ　ｅｔｃｈ　ｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓ　ａｒｅ　ｍｅａｓｕｒｅｄ．Ｉｔ　ｉｓ　ｒｅａｄ—　Ｙ　ｆｏｒ　ＭＥＭＳ　ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ＭＥＭＳ；ＴｉＮ；ｓｐｕｔｔｅｒｉｎｇ；ｓｔｒｅｓｓ；ａｎｎｅａｌｉｎｇ　ＥＥＡＣＣ：２５７５；０５２０　ＭＥＭＳ应用中的ＴｉＮ薄膜工艺研究　杨　梅　，舒琼　，陈　兢　（１．北京大学微电子学研究院，北京１００８７１；２．中国科学院传感技术联合国家重点实验室，上海２０００５０）　摘　要：运用反应射频溅射的方法进行了ＴｉＮ薄膜的制备，通过改变关键工艺参数，如氩气氮气比、气体压力等，研究工艺参　数对ＴｉＮ薄膜特性的影响．论文还研究了不同退火工艺条件对薄膜应力的影响，可以实现薄膜低温退火．论文还对ＴｉＮ的刻　蚀和抗腐蚀特性进行了研究，对比了多种湿法对ＴｉＮ的刻蚀情况，得出常温下ＴｉＮ具有良好的抗腐蚀特性，并得到干法和湿　法刻蚀速率．为ＴｉＮ材料的ＭＥＭＳ应用打下了基础．　关键词：ＴｉＮ；溅射；应力；退火　中图分类号：ＴＢ３８３　文献标识码：Ａ　文章编号：ｌｏｏ４－１６９９（２００６）０５－１４４８－０３　ＴｉＮ是一种非常优越的半导体材料，其电阻率　低，熔点高、硬度大、化学性能稳定、对杂质有着极强　的屏蔽能力，被广泛用来作为ＣＭＯＳ超大规模集成　电路（ＵＩ　ＳＩ）中的扩散阻挡层和局部互联［１　］．除了　制备ＭＥＭＳ器件，及利用ＴｉＮ耐腐蚀耐磨损等特　性可用其制作ＭＥＭＳ结构的钝化保护层等．　表１　ＴｉＮ材料特性　“　熔点　热胀系数　热导　密度　杨式模量　泊松比　电阻　２　９５０℃　优越的电学性能，ＴｉＮ还具有高硬度、耐高温、耐腐　蚀、耐磨损、抗热震、密度低等优异的机械性能，具体　材料特性如表１所示，可满足多样化ＭＥＭＳ应用需　９．４×１０—　／＇Ｃ　０．１９　Ｊ／ｓｅｃ×ｃｍＸ℃　３　７００￣５　７００　ｋｇ／ｍ３　１０６～６４Ｏ　ＧＰａ　０．２５ｔ０．２９５　求．如利用ＴｉＮ高熔点耐高温特性可用来制作加热　器，利用ＴｉＮ优异的机械性能可将其作为结构材料　２４～４Ｏ　ｕＯｈｍ￣ｃｍ　３．３５～３．４５　ｅＶ　收稿日期：２００６—０７一Ｏ１　基金项目：中国科学院传感技术联合国家重点实验室研究工作基金资助（ｓｋｔ０５０４）　作者简介：杨梅（１９８３一），女，北京大学微电子研究院硕士研究生，研究方向为ＭＥＭＳ；　舒琼（１９８４一），女，硕士研究生，研究方向为ＭＥＭＳ；　陈兢（１９７４一），男，副教授（通讯联系人），研究方向为ＭＥＭＳ　维普资讯 http://www.cqvip.com

第５期　杨梅，舒琼等：ＭＥＭＳ应用中的ＴｉＮ薄膜工艺研究　１４４９　ＴｉＮ材料的制备技术已经成熟，但作为ＭＥＭＳ　结构材料还需要研究它的应力控制，刻蚀和钝化保　护等特性，为此需要从制备、热处理等方面对其进行　调整与控制．本论文研究了ＴｉＮ薄膜制备的方法，　对薄膜的应力控制进行了初步的实验探索，并研究　了ＴｉＮ的刻蚀方法和抗腐蚀特性．实验说明ＴｉＮ可　以作为一种很有应用前景的ＭＥＭＳ结构材料．　１　ＴｉＮ薄膜的制备及应力控制　１．１制备方法综述　ＴｉＮ薄膜可以通过化学汽相淀积（ＣＶＤ）、等离　子体溅射或者电子束淀积等方法生成　］．目前最广　泛的是物理汽相淀积（ＰＶＤ），本文采用了反应射频　溅射方法．溅射法是利用带有电荷的离子在电场中　加速后具有一定动能的特点，将离子引向欲被溅射　的靶电极．在离子能量合适的情况下，入射粒子在与　靶表面原子的碰撞过程中使靶原子溅射出来．这些　被溅射出来的原子将带有一定的动能，并沿一定方　向射向衬底，从而实现在衬底上的薄膜淀积．溅射过　程中不同的工艺参数会影响ＴｉＮ薄膜的性能．工作　气压是一个重要的参数，它对溅射率以及薄膜的质　量都有很大的影响．一般增加气体压力会使电子自　由程减少，原子电离几率增加，溅射电流增加，从而　使溅射率提高，也会使薄膜应力由大的压应力转变　为大的张应力．射频溅射中射频偏压会影响入射到　基片上的离子的能量和角度分布，进而影响薄膜质　量，一般偏压值的增大会使得应力由高张应力值转　变为压应力．溅射过程中的外部加热则会使应力更　偏向于张应力区域＿７Ｊ．　１．２　ＴｉＮ薄膜制备　本论文使用仪器Ｒｅａｒｃｈ　Ｓ－ＧｎｎⅡＴｒｕｂｏｓｙｓ—　ｔｅｒｎ　ｓｐｕｔｔｅｒｅｄ　Ｆｉｌｍｓ　Ｉｎｃ．完成了ＴｉＮ薄膜溅射，基　于北京大学微米纳米加工技术国家重点实验室工艺　条件，实验保持基本工艺艺参数本底真空为５．０×　１０～Ｔｏｒｒ，靶尺寸为１．５”，溅射功率为５００　Ｗ，主要　研究了氩气氮气比和气体压力对ＴｉＮ薄膜性能的影　响．实验采用Ｓｉ衬底，表面生长了Ｓｉ（）２层作为绝缘　层．共进行了三批实验，所用的实验片数分别为２、５、　４，具体氩气氮气比和气体压力参数如表２所示．所得　ＴｉＮ薄膜的平均厚度分别为：７７７　Ａ，１１６７　Ａ，５８４　表２　ＴｉＮ薄膜溅射氯气氮气比和气体压力条件　采用ＢＧＳ６３４１型电子薄膜应力分布测试仪测　量薄膜应力，结果如表３．可见ＴｉＮ薄膜表现为压应　力，工作气体中氮气含量比例越高，所得薄膜的应力　（绝对值）就越小．不同的应用可能需要不同应力的　ＴｉＮ薄膜，可根据实际情况来调节氩气氮气比．事实　上，当氮气含量较高时，氩气比例相对减少，溅射产　率降低，导致ＴｉＮ薄膜不能淀积很厚．　表３　ＴｉＮ薄膜应力　批号　Ｉ　一４．Ｏ６—４．７ｌ　一　一　一　一４．３６　Ⅱ　一１９．９４—２５．９６—３　２．３２～２１．２２－－２５．８７—２５．Ｏ６　Ｉｌｌ　－ｉ８．７３－－２８．０７－－３ｉ．０６－－２７．２ｉ——　－２６．２７　１．３使用退火控制ＴｉＮ薄膜的应力　对于ＭＥＭＳ器件，在结构释放的过程中，薄膜　存在的残余应力会导致结构变形，从而影响器件的　性能，严重时甚至会使器件失效，所以薄膜应力的控　制成为一个关键性的问题．薄膜应力由内应力、外应　力和热应力三部分组成Ｌ８］，其中外应力可以通过合　适的淀积条件以及后续的退火处理来进行控　制　。。。．本论文采用了炉退火和快速热退火（ＲＴＡ）　两种退火方法研究退火对ＴｉＮ薄膜应力控制的影　响．对于同一批（第Ⅲ批）实验样品，采用了不同炉退　火温度：２００℃，３００℃，４００℃和５００℃研究了对ＴｉＮ　薄膜应力的影响，退火前后应力变化如表４所示，退　火时间为２　ｈ．　表４不同退火温度炉退火２　ｈ对ＴｉＮ薄膜应力的影响　ＴｉＮ薄膜应力／１００　ＭＰａ　２００℃　３００℃４００℃　５００℃　退火前　一１９．９４　～２５．９６　—３２．３２　—２１．２２　退火后　一ｌ７．３２　—２１．３２　～２７．８６　一ｌ２．４７　△　２．６２　４．６４　４．４６　８．７５　表５　５００￣Ｃ炉退火１　ｈ前后应力变化。第三组实验　数据的ＴｉＮ薄膜采用的是硅衬底　ＴｉＮ薄膜应力／１００　ＭＰａ　对于不同批次的实验样品，又采用了５００℃炉　退火１　ｈ，应力变化如表５所示，其中第一组实验数　据是由第一批ＴｉＮ薄膜所得，第二组实验数据是由　第二批ＴｉＮ薄膜所得，第三组实验数据的ＴｉＮ薄膜　采用的是硅衬底．ＭＥＭＳ应用中，一般希望结构层　表现为张应力以防止发生粘附或屈曲等现象，故本　论文还研究了快速热退火（ＲＴＡ）对ＴｉＮ薄膜应力　的影响．固定ＲＴＡ时间为３Ｏ　Ｓ，采用了７００℃，　维普资讯 http://www.cqvip.com

１４５０　传感技术学报　２００６血　８００￣Ｃ和９００￣Ｃ的ＲＴＡ对ＴｉＮ薄膜应力的影响结　果如表６所示．　表６　ＲＴＡ　３０　Ｓ对ＴｉＮ薄膜应力的影响　ＴｉＮ薄膜应力（百兆帕）　７００℃８００℃　９００℃　可见如其他退火规律一样，相对较高的温度退　火效果更显著，即更高的温度可以更有效的降低应　力．而且通过退火实现了薄膜应力由压应力向张应　力转变的有效调节．由２００℃～５ＯＯ℃的应力调节实　验可见，ＴｉＮ可以实现低温退火，５００℃下即可达到　有效的应力调节．　２　ＴｉＮ薄膜的刻蚀　２．１抗腐蚀性实验　ＴｉＮ材料具有非常好的化学稳定性，为研究其　作为ＭＥＭＳ器件的钝化保护层应用，论文采用了多　种酸、碱对ＴｉＮ薄膜进行腐蚀，得到了ＴｉＮ抗腐蚀　特性．论文选择了不同的溶液、不同的温度对溅有　１　１６７Ａ　ＴｉＮ薄膜的二氧化硅片进行湿法腐蚀实验．　分别采用浓度为３３　的ＫＯＨ、４０　９／６的ＨＦ、７０　９／６的　ＨＮＯ３、９８　的Ｈ　ＳＯ　进行常温腐蚀１０　ｍｉｎ．结果　３３　的ＫＯＨ、７０　９／６的ＨＮＯ３、９８　的Ｈ２ＳＯ４对ＴｉＮ　薄膜都不能起到腐蚀作用．而经４０　９／６的ＨＦ溶液腐　蚀的实验片，ＴｉＮ和二氧化硅全部脱落，分析原因可　能是ＨＦ酸腐蚀了ＴｉＮ，也可能是因为ＴｉＮ薄膜存　在针孔，ＨＦ酸渗入将二氧化硅腐蚀以致ＴｉＮ脱落．　将ＴｉＮ直接溅射在硅片上再进行实验，基本不腐　蚀，可见常温下ＴｉＮ具有良好的抗腐蚀特性．　２．２湿法刻蚀　目前采用湿法进行ＴｉＮ刻蚀的报道较少，１：１　比例的已二胺四已酸ＥＤＴＡ和双氧水６０℃对ＴｉＮ　薄膜的刻蚀速率为１７～３３　Ａ／ｍｉｎ［“］．考虑到ＴｉＮ　常温下良好的抗腐蚀特性，本论文采用了高温对　ＴｉＮ进行湿法刻蚀实验，在１１０℃左右，选用２到３　成浓硫酸和１成过氧化氢的（３０　９／６）腐蚀ＴｉＮ　１　ｍｉｎ，浓硫酸与双氧水混合产生的热量将提供高温　环境，ＴｉＮ层可被腐蚀，速度大于１　０００　Ａ／ｍｉｎ．ＴｉＮ　薄膜的退火条件会影响其湿法刻蚀速率，仍选用２　到３成浓硫酸和１成过氧化氢的（３０　）腐蚀液，对　于５００。Ｃ炉退火２　ｈ的ＴｉＮ薄膜，刻蚀速率约为１３　Ａ／ｍｉｎ，而对于采用ＲＴＡ的ＴｉＮ薄膜刻蚀速率更　低，４５　ｍｉｎ几乎不腐蚀．２到３成浓硫酸和１成过氧　化氢的（３０％）腐蚀液虽可以较快地刻蚀ＴｉＮ，但由　于同时也会腐蚀光刻胶等掩蔽层及其他结构层，因　此不推荐此湿法刻蚀用于ＴｉＮ薄膜图形化．　图１　ＴｉＮ薄膜ＳＦ６气体ＲＩＥ干法刻蚀效果　２．３干法刻蚀　对ＴｉＮ进行ＲＩＥ干法刻蚀，论文采用了ＰＴ５２０　反应离子刻蚀机完成此ＲＩＥ实验，刻蚀气体采用了　ＳＦ６，刻蚀中ＳＦ６气体流量为３０　ｓｃｃｒｎ，Ｈｅ气体流量为　２０　ｓｅｅｍ，，衬底温度为２０℃，ＲＦ功率１００　Ｗ，工作压力　为８Ｏ　ｍＴｏｒｒ．以光刻胶６　４００作为掩蔽层，对１１６７　Ａ　ＴｉＮ薄膜进行了ＲＩＥ干法刻蚀，去胶后显微镜观察刻　蚀效果如图１所示，得到刻蚀速率为１７０　Ａ／ｍｉｎ．　３　结　论　本论文研究了ＴｉＮ薄膜制备工艺条件和参数　对薄膜的特性的影响，并采用退火工艺实现了薄膜　的应力控制，最后研究了ＴｉＮ材料的抗腐蚀特性和　刻蚀情况，为ＴｉＮ材料的ＭＥＭＳ应用打下了基础．　致谢本论文得到了中国科学院传感技术联合　国家重点实验室的研究工作基金（ｓｋｔ０５０４）资助．工　艺制备主要在北京大学微米纳米加工技术国家重点　实验室完成，在此表示感谢．　参考文献：　［１］Ｐｌｕｍｍｅｒ　Ｊ　Ｄ，Ｄｅａｌ　Ｍ　Ｄ，Ｇｒｉｆｆｉｎ　Ｐ　Ｂ．Ｓｉｌｉｃｏｎ　ＶＬＳＩ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏ—　ｇｙ［Ｍ］．Ｐｒｅｎｔｉｃｅ　Ｈａｌｌ，Ｕｐｐｅｒ　Ｓａｄｄｌｅ　Ｒｉｖｅｒ，Ｎｅｗ　Ｊｅｒｓｅｙ．　Ｌ２Ｊ　Ｌａｃｅｒｄａ　Ｍ　Ｍ，Ｃｈｅｎ　Ｙ　Ｈ，Ｚｈｏｕ　Ｂ，ｅｔ　ａ１．Ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ　ｏｆ　Ｈａｒｄ　ＴｉＮ　Ｃｏａｔｉｎｇｓ　ｗｉｔｈ　Ｓｕｐｐｒｅｓｓｅｄ　Ｃｏｌｕｍｎａｒ　Ｇｒｏｗｔｈ　ａｎｄ　Ｒｅｄｕｃｅｄ　Ｓｔｒｅｓｓ［Ｊ］．Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｖａｃｕｕｍ　Ｓｃｉｅｎｃｅ　ａｎｄ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　Ａ，　１９９９，１７（５）：２９１５－２９１９．　［３］ＩＡｍ　Ｊ　Ｗ，Ｐａｒｋ　Ｈ　Ｓ，Ｐａｒｋ　Ｔ　Ｈ，ｅｔ　ａ１．Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ　Ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ　ｏｆ　Ｔｉｔａｎｉｕｍ　Ｎｉｔｒｉｄｅ　ｏＣａｔｉｎｇｓ　ｅＤｐｏｓｉｔｅｄ　ｂｙ　Ｉｎｄｕｃｔｉｖｅｌｙ　ｏＣｕｐｌｅｄ　Ｐｌａｓｍａ　Ａｓｓｉｓｔｅｄ　Ｄｉｒｅｃｔ　Ｃｕｒｒｅｎｔ　Ｍａｇｎｅｔｒｏｎ　Ｓｐｕｔｔｅｒｉｎｇ［Ｊ］．　Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｖａｃｕｕｍ　Ｓｃｉｅｎｃｅ　ａｎｄ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　Ａ，２０００，１８（２）：　５２４－５２８．　［４］Ｃｒｅｅｍｅｒ　Ｊ　Ｆ，Ｓａｒｒｏ　Ｐ　Ｍ，Ｌａｒｏｓ　Ｍ，ｅｔ　ａ１．Ｔｉｔａｎｉｕｍ　Ｎｉｔｒｉｄｅ　ｆｏｒ　ＭＥＭＳ　Ｈｏｔｐｌａｔｅｓ［Ｊ］．Ｓｅｍｉｅｏｎｄｕｃｔｏｒ　ａｄｖ　ｆｏｒ　ｆｕｔｕｒｅ　ｅｌｅｃ—　ｔｒｏｎｉｃｓ，２００４：７４２—７４６．　（下转第１４５４页）　维普资讯 http://www.cqvip.com

量ｃｏ（　０　００　１４５４　传感技术学报　２００６生　探针机械刻划技术可以作为一种微纳米结构的加工　●　域．　参考文献：　（ａ）汉字　（ｂ）齿轮形状　方法，并有望应用到ＭＥＭＳ／ＮＥＭＳ器件的制造领　［１］Ｌｉｎ　ｘ，Ｕｎｅｒｔｌ　Ｗ　Ｎ．Ｓｕｂｍｉｃｒｏｍｅｔｅｒ　Ｍｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎ　ｏｆ　Ｐｏｌｙｍｅｒ　Ｓｕｒｆａｃｅｓ　ｗｉｔｈ　ａ　Ｓｕｒｆａｃｅ　Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ［Ｊ］．Ａｐｐ１．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．　１９９２，６１（６）：６５７—６５９．　图７加工的规则图形　［２］Ｈｏｓａｋａ　Ｓ，Ｋｏａｎａｇｉ　Ｈ，Ｋｉｋｕｋａｗａ　Ａ，ｅｔ　ａ１．Ｆａｂｒｉｃａｔｉｏｎ　Ｏｆ　Ｎａｎｏｍｅｔｅｒ－Ｓｃａｌｅ　Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ　Ｏｎ　Ｉｎｓｕｌａｔｏｒｓ　Ａｎｄ　Ｉｎ　Ｍａｇｎｅｔｉｃ　Ｍａｔｅｒｉａｌｓ　Ｕｓｉｎｇ　ａ　Ｓｃａｎｎｉｎｇ　Ｐｒｏｂｅ　Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ［Ｊ］．Ｊ．Ｖａｃ．　Ｓｃｉ．Ｔｅｃｈｎｏ１．１９９５，Ｂ１３（３）：１３０７—１３１１．　［３］Ｄａｇａｔａ　Ｊ　Ａ．Ｄｅｖｉｃｅ　Ｆａｂｒｉｃａｔｉｏｎ　ｂｙ　Ｓｃａｎｎｅｄ　Ｐｒｏｂｅ　Ｏｘｉｄａｔｉｏｎ　ＬＪＪ．Ｓｃｉｅｎｃｅ，１９９５，２７０（８）：１６２５—１６２６．　［４］汤儆，毛秉伟，田中群．电化学扫描探针显微镜在表面微／纳　米ｌｍｌ－的应用［Ｊ］．微纳电子技术．２００３，７／８；１９２—１９６．　［５］闫永达，孙涛，，赵清亮，董申．基于ＡＦＭ的微结构加工　实验研究［Ｊ］．电子显微学报．２００３．２２（３）：１９９—２０１．　［６］夏加飞，孙涛，闰永达，梁迎春，，董申．基于原子力显微镜　（ＡＦＭ）的微ｌｍｌ－系统［Ｊ］．光学精密工程．２００３．１１（２）：１２５—　图８规则结构加工实例　１２９．　［７］Ｋｏｉｎｋａｒ　Ｖ　Ｎ，Ｂｈｕｓｈａｎ　Ｂ．Ｓｃａｎｎｉｇ　ｎａｎｄ　Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ　Ｅｌｅｃ－　５结论　ｔｒｏｎ　Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｉｅｓ　ｏｆ　Ｓｉｎｇｌｅ－Ｃｒｙｓｔａｌ　Ｓｉｌｉｃｏｎ　Ｍｉｃｒｏｗｏｒｎ／Ｍａ—　ｃｈｉｎｅｄ　Ｕｓｉｇ　Ａｔｎｏｍｉｃ　Ｆｏｒｃｅ　Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｙ［－Ｊ］．Ｊ．Ｍａｔｅｒ．Ｒｅｓ．　本文在分析了ＡＦＭ探针机械刻划机理的基础　上，研究了ＡＦＭ的不同模式，探针形状，垂直载荷，　工作台精度等因素对刻划结果的影响．由于恒力模　式具有跟踪表面的特性，因此被本文采用．垂直载荷　的增加使沟槽结构的深度增加，同时可以得到较好　１９９７，１２（１２）：３２１９－３２２４．　［８］谭盂曦．利用纳米压痕加载曲线计算硬度一压入深度关系及弹　性模量［Ｊ］．金属学报．２００５，４１（１０）：１０２０—１０２４．　［９］Ｈｏｋｋｉｒｉｇａｗａ　Ｋ，Ｋａｔｏ　Ｋ．Ａｎ　Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ　ａｎｄ　Ｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌ　Ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｉｏｎ　ｏｆ　Ｐｌｏｕｇｈｉｎｇ，Ｃｕｔｔｉｎｇ　ａｎｄ　Ｗｅｄｇｅ　Ｆｏｒｍａｔｉｏｎ　Ｄｕｒｉｎｇ　Ａｂｒａｓｉｖｅ　Ｗｅａｒ［Ｊ］．Ｔｒｉｂｏｌｏｇｙ　Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａ１．１９８８，２１　（１）：５１—５７．　的加工表面．工作台的高的定位精度足够满足微纳　米加工的需要．为了展示这种方法的加工能力加工　了汉字“哈工大”，齿轮形状以及可以被应用为　Ｍ　，ＩＳ器件的模具的规则结构．结果表明基于　、ｆ　，　，…，＿　ｌ　［１Ｏ］Ｎｏｔａｒｇｉａｃｏｍｏ　Ａ，Ｆｏｇｌｉｅｔｔｉ　Ｖ，Ｃｉａｎｃｉ　Ｅ，ｅｔ　ａ１．Ａｔｏｍｉｃ　Ｆｏｒｃｅ　Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｙ　Ｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｙ　ａｓ　ａ　Ｎａｎｏｄｅｖｉｃｅ　Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ　Ｔｅｃｈ—　ｎｉｑｕｅ［Ｊ］．Ｎａｎｏｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　１９９９，１０：４５８—４６３．　（上接第１４５０页）　［５］Ｐａｔｓａｌａｓ　Ｐ，Ｃｈａｒｉｔｉｄｉｓ　Ｃ，Ｌｏｇｏｔｈｅｔｉｄｉｓ　Ｓ　Ｔｈｅ　Ｅｆｆｅｃｔ　ｏｆ　Ｓｕｂ—　ｓｔｒａｔｅ　Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ　ａｎｄ　Ｂｉａｓｉｎｇ　ｏｎ　ｔｈｅ　Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ　Ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ　［８］Ｊｅｆｆｒｅｙ　Ｉ　．Ｐｅｒｒｙ．Ｅｆｆｅｃｔｓ　ｏｆ　Ｓｐｕｔｔｅｒ　Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ　Ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ　ｏｎ　Ｓｔｒｅｓｓ　ｉｎ　Ｔａｎｔａｌｕｍ　Ｆｉｌｍｓ　ｗｉｔｈ　Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ　ｔｏ　Ｃｈｅｍｉｃａｌ　Ｍｅ—　ａｎｄ　Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ　ｏｆ　Ｓｐｕｔｔｅｒｅｄ　Ｔｉｔａｎｉｕｍ　Ｎｉｔｒｉｄｅ　ｔｈｉｎ　Ｆｉｌｍｓ［Ｊ］．　Ｓｕｒｆａｃｅ　ａｎｄ　Ｃｏａｔｉｎｇｓ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，２０００，１２５（１－３）：３３５—３４０．　ｃｈａｎｉｃａｌ　Ｐｌａｎａｒｉｚａｔｉｏｎ　ｏｆ　Ｃｏｐｐｅｒ［，Ｄ］．Ｍｉｃｒｏｓｙｓｔｅｍ　ｅｎｇｉｎｅｅｉｒｎｇ　Ｒｕｃｈｅｓｔ，Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ　ｏｆ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　Ｒｕｃｈｅｓｔ．Ｕ．Ｓ八　［６］Ｃｈｏｅ　Ｈ　Ｓ，Ｄａｎｅｋ＾，Ｌ　ＭＯＣＶＤ　ＴｉＮ　Ｄｉｆｆｕｓｉｏｎ　Ｂａｒｒｉｅｒｓ　ｆｏｒ　ｏｐ—Ｃ　ｅｒｐ　Ｉｎｔｅｒｃｏｎｎｅｃｔｓ［Ｊ］．ＩＥＥＥ　１９９９：６３—６４．　［７］Ｒａｊａｎ　Ｎ，７．ｏｒｒｎａｎ　Ｃ．３Ｃ－ＳｉＣ　ｏａｔｉＣｎｇ　ｏｆ　Ｓｉｌｉｃｏｎ　Ｍｉｃｒｏｍａｃｈｉｎｅｄ　［９］　Ｂｉｌｅｋ　Ｍ　Ｍ　Ｍ，Ｔａｒｒａｎｔ　Ｒ　Ｎ，ＭｃＫｅｎｚｉｅ　Ｄ　Ｒ，ｅｔ　ａ１．ｃｏｎｔｒｏｌ　ｏｆ　Ｓｔｒｅｓｓ　ａｎｄ　Ｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅ　ｉｎ　Ｃａｔｈｏｄｉｃ　ａｒｃ　Ｄｅｐｏｓｉｔｅｄ　Ｆｉｌｍｓ．　ＩＥＥＥ　Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ　ｏｎ　Ｐｌａｓｍａ　Ｓｃｉｅｎｃｅ，２００３，３１（５）：９３９—９４４．　Ａｔｏｍｉｚｅｒｓ［－Ｊ］．Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ　ｏｆ　Ｍｉｃｒｏ　Ｅｌｅｃｔｒｏ　Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ　Ｓｙｓ—　ｔｅｍｓ，１９９７：１６５－１６８．　－［１０］Ｋａｒｉｍｉ　Ａ，Ｓｈｏｊａｅｉ　Ｏ　Ｒ，Ｋｒｕｍｊ　Ｔ，ｅｔ　ａ１．Ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚａｔｉｏｎ　ｏｆ　ＴｉＮ　Ｔｈｉｎ　Ｆｉｌｍｓ　Ｕｓｉｇ　ｎｔｈｅ　Ｂｕｌｇｅ　Ｔｅｓｔ　ａｎｄ　ｔｈｅ　Ｎａｎｏｉｎｄｅｎｔａｔｉｏｎ　［７］Ｃｈｒｉｓｔｉａｎ　Ｌｉｎｄｅｒ，Ｄａｖｉｄ　Ｆｏｒｋ，Ｃｈｒｉｓｔｏｐｈｅｒ　Ｃｈｕａ　ｅｔ　ａ１．Ｓｔｒｅｓｓｄ　ｅＭｅｔａｌ　Ｎａｎｏｓｐｒｉｎｇｓ　Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ　ｉｎ　Ｉｎｔｅｒｃｏｎｎｅｃｔ　ａｎｄ　Ｐａｓｓｉｖｅ　Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ［－Ｊ］．Ｔｈｉｎ　Ｓｏｌｉｄ　Ｆｉｌｍｓ，１９９７，３０８—３０９（卜４）：３３４—　３３９．ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｆｉｎｉｓｈｉｎｇ．ｃｏｍ／１７８／７１．ｓｈｔｍｌ，［ＥＢ／ＯＬ］．　［１１］ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｆｉｎｉｓｈｉｎｇ．ｃｏｍ／１７８／７１．ｓｈｔｍｌ［－ＥＢ／ＯＬ］．　ｏｍｐｏｎｅｎｔＣｓ，［Ｊ］．Ａｄｖａｎｃｄ　ｅＰａｃｋａｇｉｎｇ，Ｎｏｖｅｍｂｅｒ，２００２．