Исследование закономерностей формирования и модификации волнообразного нанорельефа на кремнии и в тонких пленках на основе кристаллического и аморфного кремния

• Автор: Журавлев, Иван Васильевич
• Шифр специальности: 05.27.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Ярославль
• Количество страниц: 148 с. : ил.

Введение
Глава 1. Ионнопучковые методы самоформирования наноструктур и нанорисунка на поверхности полупроводниковых материалов
1.1. Литография нового поколения и процессы самоформирования объектов нанометрового масштаба на поверхности полупроводниковых материалов
1.2. Ионнопучковые методы самоформирования наноструктур на поверхности полупроводников.
1.3. Анизотропный периодический микрорельеф на поверхности кремния, инициируемый ионной бомбардировкой.

1.4. Волнообразный нанорельеф в системе Ыг .

1.5. Анализ модельных представлений о природе анизотропного периодического микрорельефа и задачи исследования.
Глава 2. Исследование закономерностей морфологии волнообразного нанорельефа и динамики процесса его образования при бомбардировке поверхности кремния ионами азота
2.1. Зависимость морфологии волнообразного нанорельефа на поверхности кремния от энергии, угла бомбардировки и

дозы ионов азота

2.2. Внутреннее строение волны волнообразного нанорельефа

2.3. Зависимость морфологии волнообразного нанорельефа от температуры.
2.4. Факторы, замедляющие динамику процесса образования волнообразного нанорельефа
2.5. Факторы, ускоряющие динамику процесса образования волнообразного нанорельефа
Глава 3. Волнообразный нанорельеф в слоях аморфного кремния
и на поверхности различных материалов.
3.1. Сравнительная характеристика морфологии волнообразного нанорельефа и динамики его образования в слоях аморфного кремния различного типа
3.2. Зависимость морфологии волнообразного нанорельефа на аморфном кремнии от угла бомбардировки и энергии
ионов азота.
3.3. Перенос волнообразного нанорельефа из слоя аморфного кремния на поверхность различных материалов
3.4. О природе волнообразного нанорельефа.
Глава 4. Модификация волнообразного нанорельефа в тонких
пленках на основе монокристаллического и аморфного кремния
4.1. Формирование кремниевых нанопроволок на материале кремний на диэлектрике
4.2. Модификация волнообразного нанорельефа на поверхности монокристаллического и аморфного кремния жидкостным травлением
4.3. Формирование нанотренчей на основе волнообразного нанорельефа с помощью плазмохимического травления.
4.4. Модификация волнообразного нанорельефа на
монокристаллическом и аморфном кремнии в двухстадийном процессе плазмохимического и жидкостного травления.
4.5. Области потенциального применения волнообразного нанорельефа.
Заключение
Литература


Суб0нм литография или литография нового поколения x i i представлена широким арсеналом методов, в которых для создания рисунка используются разные типы частиц, воздействующих на поверхность фотоны, электроны, ионы. С состоянием различных методов и перспективами их применения в промышленности можно ознакомиться, например, в ежегодных отчетах 1 и в обзорах 2. Методы , в свою очередь, также можно разделить на две группы по их производительности. Первая группа это высокопроизводительные проекционные методы. К ним относятся рентгеновская проекционная литография V критический размер рисунка КР нм 3 контактная рентгеновская литография xX КР нм 4 электронная проекционная литография КР нм 5 ионная проекционная литография I КР нм 6. Проекционные методы высокой производительности основаны на использовании масок. Амортизационные затраты и технологические проблемы изготовления масок до сих пор являются серьезным препятствием для внедрения
этих методов в технологию. Экономический фактор серьезным образом осложняет путь указанных выше методов на микроэлектронные заводы. Стоимость разработок опытных прототипов образцов оборудования оценивается в сотни миллионов долларов США, а промышленных установок будет составлять десятки миллионов долларов США. Доля операций литографии составляет значительную часть в стоимости производства чипов 7. I нм техника атомного зонда КР1 нм нанопечать ii нм . Безмасочные методы прямого рисования имеют низкую производительность. Производительность электроннолучевой литографии можно повысить за счет применения матрицы колонн , матрицы пучков или сочетания этих двух подходов . Повышению производительности методов атомного зонда и ионнолучевой литографии призвана служить техника нанопечати. Другой разрабатываемый способ повышения производительности ионнолучевой литографии основан на применении матрицы пучков . В технологии микроэлектроники суб0нанометрового уровня операции по изготовлению масок для проекционных методов отводится область промышленного применения электроннолучевой и ионнолучевой литографии. Безусловно, это стратегический путь развития в производстве чипов. В тоже время получение наноразмерных объектов на основе полупроводниковых материалов за счет процессов их самоформирования вызывает повышенный не только научный, но и практический интерес. Нанотехнологии, базирующиеся на явлениях самоформирования, могут в определенных случаях выступать альтернативой крайне дорогостоящим или низкопроизводительным методам . Более того, имеются наноструктуры, которые не могут быть созданы с помощью . Так, например, обстоит ситуация с углеродными нанотрубками, являющимися прерогативой процесса самоформирования. В настоящее время имеются многочисленные примеры по исследованию процессов самоформирования объектов типа наноточек или нанопроволок на поверхности твердых тел. Широко известно явление образования наноточек на поверхности материалов А3В5 в процессе молекулярнолучевой эпитаксии МЛЭ . Освоено формирование наноточек не только на поверхности соединений А3В5, но и в сложных многослойных структурах . Более того, на основе наноточек, создаются прототипы полупроводниковых приборов. Так, например, учеными из Германии и России был достигнут существенный прогресс в технологии изготовления лазеров на квантовых точках из I, приближающих характеристики лазера, по мнению авторов, к идеальным . Наряду с соединениями Л3В5 техника МЛЭ с успехом применяется для формирования наноточск и на поверхности i . Если методы молекулярнолучевой и газофазной эпитаксии успешно используются для самоформирования наноточек, то в случае нанопроволок достаточно широкое распространение получил способ их выращивания по механизму паржидкостьтвсрдос тело viii V с применением техники химического осаждения из газовой фазы i v ii V. В основном работы посвящены получению кремниевых нанопроволок диаметром нм , . Проволоки достаточно протяженные 1 мкм и характеризуются монокристаллическим состоянием кремния . Более того, посредством прецизионных манипуляций с отдельной нанопроволокой удалось создать на ее основе прибор диодного типа и провести измерения проводимости проволоки .