Исследование релаксации электрического заряда при электронно-лучевой обработке диэлектрических материалов

• Автор: Гринфельд, Дмитрий Эдуардович
• Шифр специальности: 01.04.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1999
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 99 с. : ил.

Содержание
Список иллюстраций
Введение
Глава 1 Нормальная релаксация заряда
11 Предварительные замечания
12 Экспериментальные данные
1.3 Обсуждение результатов
14 Выводы
Глава 2 Аномальная релаксация заряда
2.1 Предварительные замечания
2.2 Экспериментальные данные
2.3 Обсуждение результатов
24 Выводы
Глава 3 Нолевое усиление вторичной эмиссии и эмиссия горячих электронов.
31 Предварительные замечания
3.2 Кинетическое уравнение для электронов при облучении диэлектрика
3 3 Электронная эмиссия в присутствии электрического поля
3 4 Стационарный режим эмиссии при воздействии на диэлектрик

ограниченным электронным лучом
3.5 Эмиссия с поверхности диэлектрика при лавинной ионизации
3 6 Выводы
Заключение
Литература

Список иллюстраций
Глава
1-1 Фотография микрократера
1-2 Температурная зависимость проводимости стекол
1-3 К измерению удельного сопротивления образцов
1-4 Схема измерения внесенного заряда
1-5 Форма электронного импульса
1-6 Сфокусированный пучок. Случай накопления заряда на образце
1-7 Пробойное растекание заряда
1-8 Распределение потенциала на поверхности диэлектрика и на оси. Радиальная
компонента электрического поля на оси
1-9 К расчету электрического поля над облучаемой областью диэлектрика
1-10 Относительное отклонение приосевой траектории падающего электрона полем внесенного заряда
1-11 Фотография запятая-образных дефектных точек
Глава 2.
2-1 Спектр вторичных электронов, эмитируемых из серебра по Рудбергу
2-2 Зависимость отношения количества отраженных электронов к числу электро-
нов пучка от атомного номера элемента при различных ускоряющих напряжениях
2-3 Типичная зависимость коэффициентов отражения и истинной вторичной
эмиссии от энергии электронов
2-4 Временная зависимость производной накопленного в стеклянном образце заряда при его облучении сфокусированным электронным импульсом
2-5 Зависимость частоты осцилляций от величины тока луча
2-6 Накопленный в образце заряд, как функция времени облучения сфокусированным на поверхности лучом
2-7 Временная зависимость скорости зарядки поверхности образца при облучении широким электронным лучом
2-8 Схема измерения с проводящим образцом, расположенным на поверхности
стекла
2-9 Скорость изменения электрического заряда, накопленного на медном диске
2-10 Временная зависимость величины накопленного электрического заряда на
медном диске
2-11 Зависимость величины накопленного на металлических дисках зарвда, при
котором происходит его быстрая утечка от площади дисков

2-12 Распределение электрического поля в случае расположенного на поверхности
стекла проводящего образца
2-13 Схема измерения с проводящим образцом, расположенным на поверхности
стекла и результат измерения скорости изменения заряда по этой схеме
2-14 Схема измерения эмиссии с поверхности стеклянного цилиндрического образца при подаче на него высокого напряжения
2-15 Ток, протекающий в цепи коллектора. Аккумулированный коллектором отрицательный электрический заряд
2-16 Зависимость заряда, необходимого для возникновения импульса тока, от
уровня вакуума в камере
2-17 Распределение электрического поля при облучении стекла широким электронным лучом
Глава
3-1 Усиление истинной вторичной электронной эмиссии из полярного диэлектрика с низкой работой выхода в электрическом поле
3-2 Полевая зависимость величины Ует, характеризующей эмиссию горячих
электронов
3-3 Режимы эмиссии при различных величинах электрического поля в облучаемом электронным лучом диэлектрике
3-4 Периферия области воздействия на поверхность диэлектрика ограниченным в
пространстве электронным лучом
3-5 Периферийное распределение электрического поля и концентраций подвижных носителей
3-6 Эквивалентная схема при облучении диэлектрической пластины электронным
лучом
3-7 Широкий электронный луч, сравнение с экспериментом
3-8 Зависимость положения границы области сильного электрического ноля от
ширины электронного луча
3-9 Одномерная модель эмиссии при лавинном пробое в приповерхностной области диэлектрика
3-10 Диаграмма плотности состояний с локализованными уровнями и различные
возможности ударного возбуждения электрона
3-11 К определению величины поля Е*, при которой ток эмиссии равен току дрейфа электронов к поверхности
3-12 Вид распределений концентрации электронов и дырок в слое диэлектрика в
начальной стадии пробоя
3-13 Силовые линии электрического поля у краев металлического диска

Глава 2. Аномальная релаксация заряда
2.1 Предварительные замечания.
Как следует из главы 1, при воздействии мощного электронного луча на поверхность диэлектрического материала внесение электрического заряда может легко привести к повышению потенциала поверхности до ускоряющего напряжения. Для ряда материалов накопление заряда является причиной значительных трудностей при обработке поверхности без предварительного нанесения проводящего покрытия. В этих веществах практически весь вносимый электронным лучом отрицательный заряд остается в области обработки, растекаясь при пробое лишь на расстояние порядка нескольких миллиметров. Даже если при испарении вещества происходит его нейтрализация, внесенный до этого момента заряд может оказаться достаточно большим, чтобы помешать образованию микрократера или исказить его форму. Поэтому для отбора материалов, пригодных для электронно-лучевой обработки поверхности, необходимо исследовать процессы релаксации вносимого лучом электрического заряда, происходящие при низкой температуре материала до образования микрократера. Если удельная проводимость мала, то утечка заряда по обрабатываемому материалу ничтожна, и в этом случае необходимо рассматривать иные механизмы потери заряда облучаемой поверхностью.
Важным из таких механизмов является вторичная электронная эмиссия, которая всегда сопровождает облучение вещества ускоренными электронами. Это явление было открыто Остином и Штарке в 1902 году [26]. Они, изучая отражение катодных лучей от металлической поверхности, обнаружили, что мишень в состоянии эмитировать ток, превышающий по силе ток падающего луча. Это является свидетельством того, что электроны луча освобождают некоторые электроны мишени, поскольку при обычном отражении количество отраженных от поверхности электронов не может быть больше