Исследование влияния материала подложкодержателя и угла падения ионов при ионно-лучевой обработке подложек из кварца, ситалла и поликора на скорость травления и шероховатость поверхности.

Введение

Разработка и создание новых материалов с заданными свойствами и новыми функциональными возможностями является важным фактором в решении задач, определяемых наукой и техникой. Одним из направления получения новых материалов служат нанотехнологии. В последнее время  наноплёнки находят всё большую область применения. Использование тонкопленочных материалов в разных областях промышленности в качестве интерференционных светоперераспределяющих фильтров, диэлектрических слоев в изготовлении конденсаторов, защитных пленок определяет для них ряд требований, которые возрастают по мере усиления ограничений, накладываемых на материал, размеры пленок и технологию их получения. В соответствии с этими требованиями тонкие пленки при жестких условиях эксплуатации должны обладать стабильными свойствами. Свойства наноплёнок определяются преимущественно явлениями и процессами, протекающими на поверхности пленки и на границе раздела пленка-подложка. Такие характеристики границ раздела, как шероховатость, наличие пор и т.д. влияют на свойства плёнок, находящихся на подложках.

Качественные наноплёнки можно получить только на идеально гладкой и ровной поверхности с наименьшей шероховатостью, которую механическим путем достичь невозможно. Перспективным являются мето­д ионно-лучевой обработки в средах инертного и активных газов. Одним из методов улучшения шероховатости поверхности является ионно-лучевое травление.

В настоящее время в основном травление материалов идет под углом 90^о. Травление  под различными углами изучено слабо.

Особое внимание уделяется исследованию влияния шероховатостей границы плёнка-подложка. В идеальном случае поверхность подложки и граница раздела слоя плёнки должна быть атомногладкой, а степень их шероховатости определятся амплитудой тепловых колебаний атомов. Однако в реальной ситуации гладкость подложек зависит от особенностей технологии их изготовления и полирования. При выращивании пленок на шероховатых поверхностях, полученные образцы характеризуются, как правило, неравномерной толщиной, сильноразличающимися размерами зерен, случайной ориентацией кристаллитов и большими межзеренными напряжениями. Шероховатая поверхность  и неравномерная толщина пленок ограничивают их применение. Для преодоления этих ограничений требуется уменьшить шероховатость подложек и внести при этом минимальные повреждения в приповерхностный слой. Для этого достижения можно использовать ИЛТ. [1]

Плавленый и кристаллический кварц, являются  одним из основных оптических материалов, широко используется в микроэлектронике для изготовления подложек ГИС схем СВЧ диапазона, устройств на поверхностных акустических волнах, применяется при создании кварцевых генераторов, является материалом корпусов специальных интегральных схем. Плавленый кварц является основой лазерных и твердотельных волновых гироскопов. Ситалловые подложки предназначены для изготовления пленочных микросхем. Сфера их применения охватывает радиоэлектронную промышленность, военно-промышленный комплекс, самолетостроение, судостроение и другие отрасли промышленности. Керамику типа "поликор" применяют для создания многослойных тонкопленочных ИМС. Высокая механическая прочность керамики позволяет использовать плату в качестве детали корпуса с отверстиями, пазами, а высокая теплопроводность дает возможность изготовлять мощные микросхемы. [2]

Содержание

Введение . . . . 2

1.1 Методы ИЛТ . . . . 4

1.1.1 Физические основы ИЛТ . . . . 4

1.2. Основные параметры ИЛТ . . . . 8

1.3. Особенности  кварца, кремния, поликора и ситалла.

1.3.1 Кварц . . . . 10

1.3.2 Ситалл и поликор . . . . 11

1.4. Атомно-силовой микроскоп (АСМ) . . . . 11

1.4.1 Зондовые датчики . . . . 13

1.4.2 Методы АСМ . . . . 14

1.4.3 Функциональные характеристики АСМ . . . . 15

2 Эксперимент

2.1 Оборудование и методика проведения экспериментальных работ . . . . 16

2.2. Определение зависимости скорости травления кварца, ситалла и  поликора от угла падения ионов . . . . 22

2.2.1 Методика подготовки образцов . . . . 22

2.2.2 Моделирование процессов травления . . . . 23

2.2.3 Определение влияния угла падения ионов на скорость травления . . . . 24

2.3 Влияние ИЛТ  кварца, поликора и ситалла на шероховатость их  поверхностей . . . . 25

Выводы . . . . 31

Список литературы . . . . 32

Приложение . . . . 33