Моделирование процессов самоорганизации наноструктур при ионном распылении поверхности полупроводников

• Автор: Метлицкая, Алена Владимировна
• Шифр специальности: 05.13.18
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2014
• Место защиты: Ярославль
• Количество страниц: 104 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
Введение
Глава 1. Обзор математических моделей эрозии
1.1. Развитие теории распыления поверхности
ионной бомбардировкой
1.2. Стохастические и релаксационные эффекты высшего порядка
Глава 2. Пространственно-нелокальная модель эрозии
2.1. Вывод нелокального уравнения эрозии
поверхности ионной бомбардировкой
2.2. Регуляризация и обезразмеривание
нелокального уравнения эрозии
2.3. Состояния равновесия нелокального уравнения эрозии
2.3.1. Террасы и плоскости
2.3.2. Устойчивость террас и плоскостей
2.4. Волновые решения нелокального уравнения эрозии
Глава 3. Механизм формирования волнового
нанорельефа в рамках модели Бредли-Харпера
3.1. Постановка математической задачи
3.2. Устойчивость плоского профиля
3.3. Анализ нелинейной краевой задачи.
Бифуркации пространственно неоднородного рельефа
3.4. Анализ нормальной формы и основной результат
3.5. Выводы и комментарии к полученным результатам
Заключение
Список литературы

Эти проблемы привели к тому, что EUV-литограф первоначально был изготовлен только в виде двух опытных машин фирмы ASML Inc. (Голландия) EUV Alpha Demo Tool [3], которые были установлены в исследовательских центрах CNSE (Albany, USA) и IMEC (Leuven, Belgium), и которые постоянно совершенствовались и дорабатывались. Помимо двух, упомянутых прототипов машин, ASML Inc. поступили заказы на шесть систем NXE: 3100, из которых все шесть были отгружены. По состоянию на первый квартал 2013 года, на системах NXE: 3100 было проэкспонировано более 30 000 пластин на предприятиях заказчиков. В 2013 году ASML Inc. получила уже 11 заказов на следующую модель NXE: 3300В. Промышленное внедрение EUV-литографии ожидается не ранее 2015 года.
Рассматривая альтернативные варианты технологий формирования суб-100 нм структур, в первую очередь следует обратить внимание на возможности электронно-лучевой (ЭЛ) литографии, являющейся в настоящее время развитой технологией [4] использующейся в производстве шаблонов для оптической литографии, а также в альтернативой технологии наноимпринта (нанопечатная литография) [5]. Физические принципы электронно-лучевой литографии заключаются в модификации свойств пленки электронно-чувствительного резиста сфокусированным электронным пучком и последующем химическом проявлении (удалении) экспонированного участка резиста.
В последнее время исследования в области электронно-литографических методов интенсифицировались, в том числе и в связи с относительно медленным решением проблем в EUV-литографии. В лабораторных условиях при формировании отдельных нанообъектов было достигнуто разрешение электронно-литографических методов вплоть до 5 нм [6]. Одновременно были продемонстрированы потенциальные возможности молекулярной наноэлектроники [7] и одноэлектроники [8].
Параллельно с упомянутыми выше работами велись исследования по расширению возможностей ЭЛ-литографии для использования, если не в массовом, то в мелкосерийном производстве изделий наноэлектроники. Успехи

поток является более сложной функцией градиента поверхности, нежели линейная зависимость. В связи с этим можно предложить несколько видов аппроксимаций высших порядков (Джонсон и др. 1994).
Как будет показано ниже, процесс дестабилизации поверхности может привести к различным видам морфологии поверхности, которые будут появляться вследствие зависимости коэффициент распыления от кривизны поверхности. В общем виде скорость локального нормального роста неоднородностей, причиной которого является поток ионов Д, описывается выражением
В дополнение к эффектам диффузионного переноса в аморфных материалах могут наблюдаться эффекты релаксации неоднородностей посредством вязкого течения, возникающего вследствие миграции дефектов. Полупроводники, подвергнутые ионной бомбардировке, могут переходить в аморфное состояние. Вязкое течение в этих материалах и в полупроводниковых оксидах наблюдалось в исследованиях Волкерта (1991) и Сноексефа (1994). Следуя развитому ранее подходу к влиянию эффектов вязкого течения на развитие поверхностной морфологии, Мюллинс (1959) и Чесона и др. (1994) показали, что эти процессы приводят к нормальному росту неоднородностей со скоростью пропорциональной величине градиента поверхности. Впоследствии Картер (1997) показал, что эта скорость может быть выражена как
У/л СР5

Jypcos®,

где р - обусловленная бомбардировкой вязкость, приходящаяся на единицу плотности ионного потока, пропорциональная плотности нерегенерировавших дефектов на один падающий ион.