Регистрация / Вход
Прислать материал

Ионно-лучевой синтез тонких пленок непосредственно из пучков ионов

ФИО: Кожушко Л.О.

Направление: Материаловедение

Научный руководитель: к.т.н., доц. Курочка Сергей Петрович

Институт: Институт новых материалов и нанотехнологий

Кафедра: Кафедра Технологии материалов электроники

Академическая группа: ММК-14-1

Современная электроника требует разработки и совершенствования методов получения тонких пленок в связи с их широкой распространенностью и спектром применения. Недостатки наиболее распространенных методов связаны с ограниченными возможностями управления энергией осаждаемых частиц, переносом вещества к подложке по закону «косинуса» и трудностями контроля количества осаждаемого вещества.

Более продвинутым методом является ионно-лучевой синтез непосредственно из пучков ионов. Рабочее вещество, например углеводород, подается в источник, ионизируется, образовавшиеся ионы ускоряются до требуемой энергии и осаждаются на подложке, образуя алмазоподобную пленку. Поскольку ионы ускоряются электрическим полем внутри источника, то их энергия может легко варьироваться в широких пределах от десятков электронвольт до нескольких килоэлектронвольт, в то время как в процессах распыления материалов энергия осаждаемых атомов составляет в среднем 5–15 эВ, а при испарении материала – не превышает обычно 0,2 эВ. Возможность управления энергией осаждаемых ионов позволяет изменять адгезию пленок к подложке, структуру и состав растущей пленки, а следовательно, и ее свойства. Изменяя энергию, величину, состав и направленность потока осаждаемых частиц можно управлять электрофизическими, оптическими и механическими свойствами формируемых слоев. Из пучка ионов можно осаждать не только алмазоподобные пленки, но также и оксиды, нитриты, карбиды, различные металлы и полупроводники.

Такими возможностями обладает метод ионно-лучевого синтеза (ИЛС), отличительными особенностями которого являются:

ускорение ионов до требуемой энергии и формирование пучка осуществляется в ионно-оптической системе источника ионов, при котором энергия ионов определяется лишь ускоряющим напряжением источника и может составлять десятки или сотни эВ, что позволяет синтезировать тонкие пленки, управление свойствами которых осуществляется изменением энергии ионов пучка;

пространственная направленность при условии малой расходимости ионного пучка позволяет проводить процессы травления и нанесения пленок на структуры сложного профиля, что важно, например, при создании ультрабольших интегральных схем с многоуровневой металлизацией;
доля ионной компоненты в потоке осаждаемого вещества достигает 100%, что позволяет осуществлять строго дозированный перенос вещества к подложке посредством контроля в процессе осаждения плотности тока ионов пучка.