Формирование наноструктур на поверхности пленок алюминий–кремний бомбардировкой низкоэнергетическими ионами аргона плазмы индукционного ВЧ-разряда

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Представлены результаты экспериментального исследования изменения химического состава и топографии поверхности двухкомпонентных тонких пленок AlSi с исходной концентрацией Si 1% при низкоэнергетическом ионно-плазменном распылении. Методами растровой электронной микроскопии, растровой электронной оже-спектроскопии и вторичной ионной масс-спектрометрии установлено, что при облучении ионами аргона с энергией 40–200 эВ в приповерхностном слое пленки более чем на порядок увеличивается концентрация Si. На поверхности формируются наноструктуры в виде холмов диаметром 20–50 нм и высотой 15–30 нм, которые можно идентифицировать как кремниевые. Причиной обогащения поверхности Si и формирования наноструктур могут быть различия в коэффициентах распыления и пороговых значениях энергии распыления компонентов пленки.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

В. И. Бачурин

Ярославский филиал Физико-технологического института им. К.А. Валиева РАН

Автор, ответственный за переписку.
Email: vibachurin@mail.ru
Россия, Ярославль, 150067

И. И. Амиров

Ярославский филиал Физико-технологического института им. К.А. Валиева РАН

Email: vibachurin@mail.ru
Россия, Ярославль, 150067

К. Н. Лобзов

Ярославский филиал Физико-технологического института им. К.А. Валиева РАН; Ярославский государственный университет им. П.Г. Демидова

Email: vibachurin@mail.ru
Россия, Ярославль, 150067; Ярославль, 150003

С. Г. Симакин

Ярославский филиал Физико-технологического института им. К.А. Валиева РАН

Email: vibachurin@mail.ru
Россия, Ярославль, 150067

М. А. Смирнова

Ярославский филиал Физико-технологического института им. К.А. Валиева РАН

Email: vibachurin@mail.ru
Россия, Ярославль, 150067

Список литературы

  1. Gabovich A.M., Semeniuk V.F., Semeniuk N.I. // J. Phys. Appl. Phys. 2021. V. 54. P. 255301. https://doi.org/10.1088/1361-6463/abf0ee
  2. Randel E., Bradley R.M., Menoni C.S. // J. Appl. Phys. 2021. V. 130. P. 125303. https://doi.org/ 10.1063/5.0060699
  3. Михайленко М.С., Пестов А.Е., Чернышев А.К., Зорина М.В., Чхало Н.И., Салащенко Н.Н. // ЖТФ. 2022. Т. 92. С. 1219. https://doi.org/10.21883/JTF.2022.08.52787.70-22
  4. Михайленко М.С., Пестов А.Е., Чернышев А.К., Зорина М.В., Чхало Н.И., Салащенко Н.Н. // ЖТФ. 2023. Т. 93. С. 1046. https://doi.org/10.21883/JTF.2023.07.55767.114-23
  5. Cuerno R., Kim J.-S. // J. Appl. Phys. 2020. V. 128. P. 180902. https://doi.org/10.1063/5.0021308
  6. Frost F., Ziberi B., Schindler A., Rauschenbach B. // Appl. Phys. A. 2008. V. 91. P. 551. https://doi.org/10.1007/s00339-008-4516-0
  7. Hofsäss H. // Appl. Phys. A. 2014. V. 114. P. 401. https://doi.org/10.1007/s00339-013-8170-9
  8. Erb D.J., Pearson D.A., Skere T., Engler M., Bradley M., Facsko S. // Phys. Rev. B. 2024. V. 109. P. 045439. https://doi.org/10.1103/PhysRevB.109.045439
  9. Амиров И.И., Селюков Р.В., Наумов В.В., Горлачев Е.С. // Микроэлектроника. 2021. Т. 50. № 1. С. 3. https://doi.org/10.31857/S0544126921010038
  10. Bradley R.M., Harper J.M. // J. Vac. Sci. Technol.1988. V. 6. P. 2390. https://doi.org/10.1116/1.575561
  11. Shipman P.D., Bradley R.M. // Appl. Surf. Sci. 2012. V. 258. P. 4161. https://doi.org/10.1016/j.apsusc.2011.07.003
  12. Smirnova M.A., Bachurin V.I., Mazaletsky L.A., Pukhov D.E., Churilov A.B., Rudy A.S. // J. Surf. Invest.: X-Ray, Synchrotron, Neutron Tech. 2021. V. 15. P. 150. https://doi.org/10.1134/S1027451022020380
  13. Engler M., Frost F., Müller S., Macko S., Will M., Feder R., Spemann D., Hübner R., Facsko S., Michely T. // Nanotechnology. 2014. V. 25. P. 115303. https://doi.org/10.1088/0957-4484/25/11/115303
  14. Бетц Г., Венер Г. // Распыление твердых тел ионной бомбардировкой. Т. 2. / Ред. Бериш Р.М.: Мир, 1986. C. 24.
  15. El-Atwani O., Norris S.A., Ludwig K., Gonderman S., Allain J.P. // Sci. Rep. 2015. V. 5. P. 18207. https://doi.org/10.1038/srep18207
  16. Чичерская А.Л., Пупышев А.А. // Аналитика и контроль. 2015. Т. 19. С. 230. https://doi.org/10.15826/analitika.2015.19.3.003
  17. Amirov I.I., Izumov M.O., Naumov V.V. // J. Surf. Invest.: X-Ray, Synchrotron, Neutron Tech. 2016. V. 10. P. 855. https://doi.org/10.1134/S1027451016040236
  18. Sobolewski M.A., Olthoff J.K., Wang Y. // J. Appl. Phys. 1999. V. 85. P. 3966. https://doi.org/10.1063/1.370298
  19. Amirov I.I., Izumov M.O., Naumov V.V., Gorlachev E.S. // J. Phys. D. 2021. V. 54. P. 065204. https://doi.org/10.1088/1361-6463/abc3ed
  20. Eckstein W. Computer Simulation of Ion-Solid Interaction. Berlin: Springer, 1991. 279 p. https://doi.org/10.1007/978-3-642-73513-4
  21. Laegreid N., Wehner G.K. // J. Appl. Phys. 1961. V. 32. P. 365. https://doi.org/10.1063/1.1736012
  22. Yamamura Y., Tawara H. // Atomic Data Nucl. Data Tables. 1996. V. 62. P. 149. https://doi.org/10.1006/adnd.1996.0005
  23. Сычева А.А., Воронина Е.Н. // Поверхность. Рентген. синхротр. и нейтрон. исслед. 2020. № 8. С. 61. https://doi.org/10.31857/S1028096020080166
  24. Qin X.V., Ting Y-H., Wendt A.E. // Plasma Sources Sci. Technol. 2010. V. 19. P. 065014. https://doi.org/10.1088/0963-0252/19/6/065014
  25. Colligon J.S., Farrell G., Bachurin V.I., Yurasova V.E. // Rad. Effects. 1996. V. 138. P. 195. https://doi.org/10.1080/10420159608211522
  26. Murray J.L., McAlister A.J. // Bull. Alloy Phase Diagrams. 1984. V. 5. P. 74. https://doi.org/10.1007/BF02868729
  27. Shipman P.D., Bradley R.M. // Phys. Rev. B. 2011. V. 84. P. 085420. https://doi.org/10.1103/PhysRevB.84.085420

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Экспериментальные зависимости скорости распыления пленок Al (1), AК1 (2) и Si (3) от средней энергии ионов Ar+.

Скачать (76KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Энергетические зависимости коэффициентов распыления Al (1) и Si (2), полученные с помощью программы TRYDIN.

Скачать (87KB)
Метаданные
4. Рис. 3. РЭМ-изображения исходной пленки (а) и облученной ионами Ar+ с энергией 60 эВ (б). На вставках — изображения, полученные с помощью АСМ.

Скачать (890KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Изображения поверхности исходной пленки (а, б) и после облучения ионами Ar+ с энергией 45 эВ (в, г), полученные с использованием вторичных ионов Si+ (а, в) и Al+ (б, г).

Скачать (1MB)
Метаданные
6. Рис. 5. Элементы высокоэнергетической части оже-спектра поверхности исходной пленки АК1 (а) и после распыления ионами Ar+ с энергией 60 эВ (б).

Скачать (136KB)
Метаданные
7. Рис. 6. Распределение Si в приповерхностном слое: а – исходной пленки (1) и после распыления ионами Ar+ с энергией Е = 100 эВ в течение t = 2 мин (2), Е = 40 эВ, t = 6 мин (3); б — исходной пленки (1) и после распыления ионами Ar+ с энергией Е = 45 эВ в течение t = 4 (2), 6 (3), 12 мин (4).

Скачать (218KB)
Метаданные

© Институт физики твердого тела РАН, Российская академия наук, 2024

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».