Методы ионно-лучевой обработки и нанотехнологических исследований

Содержание

Слайд 2

Ионно-лучевая обработка (ИЛО)

ИЛО осуществляется пучком ускоренных заряженных частиц, сформированных в источниках

Ионно-лучевая обработка (ИЛО) ИЛО осуществляется пучком ускоренных заряженных частиц, сформированных в источниках
ионов.
Ускоренные ионы попадают в технологическую камеру и взаимодействуют с поверхностью обрабатываемого объекта, вызывая либо распыление материала, либо осаждение материала.

Слайд 3

Ионно-лучевая обработка (ИЛО)

Микро- и наноэлектроника – травление материалов в производстве СБИС и

Ионно-лучевая обработка (ИЛО) Микро- и наноэлектроника – травление материалов в производстве СБИС
СВЧ-транзисторов.
Микроэлектромеханические системы – глубинное травление кремния.
Оптика – полировка поверхностей, травление элементов безаберрационной дифракционной оптики, дифракционных решеток и магнитооптических дисков.
Лазерная техника – травление материалов для твердотельных лазеров.
Жесткие магнитные диски – очистка подложек и нанесение пленочных покрытий.
Машиностроение – нанесение коррозионностойких и фрикционностойких пленочных покрытий.
Медицина – нанесение защитных и упрочняющих пленочных покрытий.

Слайд 4

Установка ИЛО ФТИАН

Установка применяется для:
ионно-лучевого травления материалов (обычное и реактивное);
очистки и

Установка ИЛО ФТИАН Установка применяется для: ионно-лучевого травления материалов (обычное и реактивное);
активации поверхностей
нанесения пленок (непосредственное и с применением мишени).

Слайд 5

Очистка, активация и полировка поверхностей

Так как состав загрязнений как правило неизвестен,

Очистка, активация и полировка поверхностей Так как состав загрязнений как правило неизвестен,
распыление ионами аргона является наиболее эффективным методом удаления сверхтонких поверхностных слоев и позволяет проводить очистку подложки, недостижимую в случае обработки жидкостными методами.
Обработка поверхности пучком ионов не только очищает ее от загрязнений, но и активирует ее или растущую пленку, если процесс обработки пучком ионов проводится одновременно с нанесением пленки. При этом на поверхности образуются свободные связи, которые при нанесении пленки становятся искуственными центрами зародышеобразования.

Слайд 6

Травление материалов

Ионно-лучевое травление (ИЛТ) - травление осуществляется пучками ионов инертных газов за

Травление материалов Ионно-лучевое травление (ИЛТ) - травление осуществляется пучками ионов инертных газов
счет физического распыления материалов.
Реактивное ИЛТ (РИЛТ) - удаление материала за счет химического взаимодействия ионов соединений с обрабатываемым материалом, в результате чего образуются летучие соединения, откачиваемые вакуумной системой.

Слайд 7

Нанесение пленок

Тонкие пленки различных материалов можно наносить на подложку, распыляя материал

Нанесение пленок Тонкие пленки различных материалов можно наносить на подложку, распыляя материал
мишени пучком ионов инертных газов.
Другой метод нанесения пленок состоит в осаждении материала непосредственно из пучка ионов.

Слайд 8

Атомно-силовая микроскопия (АСМ)

АСМ основана на взаимодействии макроскопической гибкой консоли (кантилевер) 2 с

Атомно-силовая микроскопия (АСМ) АСМ основана на взаимодействии макроскопической гибкой консоли (кантилевер) 2
острой иглой 1 с поверхностью образца 5. Под действием атомных сил кантилевер может быть изогнут на достаточно большую величину, которую можно измерить с помощью лазера 3 фотоприемника 4.
В процессе сканирования кантилевер может совершать колебания без касания поверхности образца в процессе колебаний и с частичным касанием поверхности

Слайд 9

СЗМ NanoEducator и Solver P47-PRO

СЗМ NanoEducator реализует различные методы измерений туннельной

СЗМ NanoEducator и Solver P47-PRO СЗМ NanoEducator реализует различные методы измерений туннельной
и «полуконтактной» АСМ.
СЗМ Solver P47  - это универсальный прибор для комплексных исследований различных объектов с высоким разрешением на воздухе, в жидкостях и контролируемой газовой атмосфере, при температуре до 150 С.

Слайд 10

Сканирующая электронная микроскопия (СЭМ)

Источником электронов служит металл, из которого после его

Сканирующая электронная микроскопия (СЭМ) Источником электронов служит металл, из которого после его
нагревания в результате термоэлектронной эмиссии испускаются электроны. С помощью электрического поля поток электронов можно ускорять и замедлять, а также отклонять в любых направлениях, используя электрические и магнитные поля.
Существует 2 вида СЭМ: просвечивающие электронные микроскопы (ПЭМ) и растровые электронные микроскопы (РЭМ).

Слайд 11

СЭМ CamScan Series 4

Во ФТИАН установлен РЭМ CamScan Series 4 с

СЭМ CamScan Series 4 Во ФТИАН установлен РЭМ CamScan Series 4 с
возможностью проведения электронной литографии. Этот СЭМ позволяет получать трехмерные изображения образцов, увеличенные до 300000 раз. Разрешающая способность составляет 5 нм.

Слайд 12

Получение решетки на Si-подложке

Внешний слой SiO2 кремниевой подложки подвергали воздействию пучка ионов

Получение решетки на Si-подложке Внешний слой SiO2 кремниевой подложки подвергали воздействию пучка
CF4 через Al-маску, которую затем механически удаляли.

Слайд 13

Формирование массива нанопор на ситаловой подложке

В настоящее время много внимания уделяется производству

Формирование массива нанопор на ситаловой подложке В настоящее время много внимания уделяется
упорядоченных полупровнидниковых наноструктур. Обычные методы электронно-лучевой литографии дают удовлетворительные результаты, но они неприменимы при обработке больших площадей.
Другим путем для получения таких структур является самоорганизация в электрохимии. Этот способ, не относящийся к литографиям, привлек внимание еще 10 лет назад. Он основан на применении анодированного алюминиевого оксида (ААО), имеющего пористую структуру.

СЭМ-изображение ААО-маски с двух сторон (а и b).

Слайд 14

Получение решетчатых наноструктур

Получение решетчатых наноструктур

Слайд 15

Формирование массива нанопор на ситаловой подложке

Осуществляется собственно процесс РИЛТ. В качестве рабочего

Формирование массива нанопор на ситаловой подложке Осуществляется собственно процесс РИЛТ. В качестве
вещества применяется CF4. Производится травление слоя Ti структуры Ti-Al на ситаловой подложке. Длительность процесса – 5 мин.

Слайд 16

Формирование массива нанопор на ситаловой подложке

2D (a) и 3D изображения (b) массива

Формирование массива нанопор на ситаловой подложке 2D (a) и 3D изображения (b)
нанопор, полученные на СЗМ Solver PRO P-47. Полуконтактный метод.

Структура Ti-Al-ситал с протравленным слоем титана.

Слайд 17

Формирование массива наноточек

Другой возможный способ применения ААО-маски заключается в выращивании квантовых точек

Формирование массива наноточек Другой возможный способ применения ААО-маски заключается в выращивании квантовых
и столбиков при помощи испарения веществ электронным лучом. Потом производят осаждение металла через ААО-мембрану на подложку.
Для получения наностолбиков производится плазменное травление со рабочие смесью газов CBrF3 и CF4.
Имя файла: Методы-ионно-лучевой-обработки-и-нанотехнологических-исследований.pptx
Количество просмотров: 200
Количество скачиваний: 4