Ионно-кластерная обработка поверхности монокристаллических кремния и германия под углом 60°

Обложка

Цитировать

Полный текст

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

Аннотация

Рассмотрено формирование самоупорядоченных наноструктур на поверхности монокристал-лических кремния и германия с помощью ионно-кластерной обработки. Использованы низкоэнергетические кластерные ионы аргона для более эффективного наноструктурирования поверхности мишеней. С помощью атомно-силового микроскопа проанализирована морфология поверхности мишеней до и после обработки ионно-кластерным пучком аргона. Показано, что обработка низкоэнергетическими кластерными ионами аргона при угле падения 60° относительно нормали к поверхности приводит к эффективному наноструктурированию поверхности кремния и германия при глубине травления, соизмеримой с амплитудой наноструктур. Приведены параметры шероховатости (среднеквадратичная шероховатость и максимальный перепад высот) исходной и обработанных поверхностей мишеней. Проведено сравнение периодов и амплитуд наноструктур, сформированных на поверхностях кремния и германия. Определено, что для дозы облучения 1 × 1015 см–2 период наноструктур на поверхностях монокристаллического кремния и германия составляет около 200 нм, в случае германия период больше. Амплитуда наноструктур на поверхности кремния и германия составила около 65 и 50 нм соответственно. После обработки кластерными ионами аргона формируется более развитая поверхность монокристаллического кремния по сравнению с германием.

Об авторах

И. В. Николаев

Новосибирский государственный университет

Email: i.nikolaev@nsu.ru
Новосибирск, 630090 Россия

Н. Г. Коробейщиков

Новосибирский государственный университет

Email: korobei@nsu.ru
Новосибирск, 630090 Россия

А. В. Лапега

Новосибирский государственный университет

Новосибирск, 630090 Россия

Список литературы

  1. Bao S.Y., Wang Y., Lina K., Zhang L., Wang B., Sasangka W.A., Lee K.E.K., Chua S.J., Michel J., Fitzgerald E., Tan C.S., Lee K.H. // J. Semicond. 2021. V. 42. № 2. Р. 023106. https://doi.org/10.1088/1674-4926/42/2/023106
  2. Haller E.E. // Mater. Sci. Semicond. Process. 2006. V. 8. Iss. 4–5. P. 408. https://doi.org/10.1016/j.mssp.2006.08.063
  3. Toriumi A., Nishimura T. // Jpn. J. Appl. Phys. 2018. V. 57. № 1. P. 010101. https://doi.org/10.7567/JJAP.57.010101
  4. Chason E., Mayer T.M., Kellerman B.K., McIlroy D.T., Howard A.J. // Phys. Rev. Lett. 1994. V. 72. P. 3040. https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.72.3040
  5. Ziberi B., Cornejo M., Frost F., Rauschenbach B. // J. Phys.: Condens. Matter. 2009. V. 21. Р. 224003. https://doi.org/10.1088/0953-8984/21/22/224003
  6. Teichmann M., Lorbeer J., Ziberi B., Frost F., Rauschenbach B. // New J. Phys. 2013. V. 15. Р. 103029. https://doi.org/10.1088/1367-2630/15/10/103029
  7. Perkinson J.C., Madi C.S., Aziz M.J. // J. Vac. Sci. Technol. A. 2013. V. 31. Р. 021405. http://doi.org/10.1116/1.4792152
  8. Lopez-Cazalilla A., Chowdhury D., Ilinov A., Mondal S., Barman P., Bhattacharyya S.R., Ghose D., Djurabekova F., Nordlund K., Norris S. // J. Appl. Phys. 2018. V. 123. Р. 235108. https://doi.org/10.1063/1.5026447
  9. Toyoda N., Yamada I. // AIP Conf. Proc. 2006. V. 866. P. 210. https://doi.org/10.1063/1.2401497
  10. Popok V.N., Barke I., Campbell E.E.B., Meiwes-Broer K.-H. // Surf. Sci. Rep. 2011. V. 66. P. 347. https://doi.org/10.1016/j.surfrep.2011.05.002
  11. Yamada I. // Materials Processing by Cluster ion Beams: History, Technology, and Applications. Boca Raton, Florida: CRC Press, 2016.
  12. Иешкин A.E., Толстогузов А.Б., Коробейщиков Н.Г., Пеленович В.О., Черныш В.С. // Успехи физических наук. 2021. Т. 192. C. 722. https://doi.org/10.3367/UFNr.2021.06.038994 (Ieshkin A.E., Tolstoguzov A.B., Korobeishchikov N.G., Pelenovich V.O., Chernysh V.S. // Phys. Usp. 2022. V. 65. P. 677. https://doi.org/10.3367/UFNe.2021.06.038994).
  13. Korobeishchikov N.G., Nikolaev I.V., Roenko M.A., Atuchin V.V. // Appl. Phys. A. 2018. V. 124. P. 833. https://doi.org/10.1007/s00339-018-2256-3
  14. Korobeishchikov N.G., Nikolaev I.V., Atuchin V.V., Prosvirin I.P., Kapishnikov A.V., Tolstogouzov A., Fu D.J. // Mater. Res. Bull. 2023. V. 158. Р. 112082. https://doi.org/10.1016/j.materresbull.2022.112082
  15. Ieshkin A.E., Kireev D.S., Ermakov Yu.A., Trifonov A.S., Presnov D.E., Garshev A.V., Anufriev Yu.V., Prokhorova I.G., Krupenin V.A., Chernysh V.S. // Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. B. 2018. V. 421. P. 27. https://doi.org/10.1016/j.nimb.2018.02.019
  16. Teo E.J., Toyoda N., Yang C., Bettiol A.A., Teng J.H. // Appl. Phys. A. 2014. V. 117. P. 719. https://doi.org/10.1007/s00339-014-8728-1
  17. Коробейщиков Н.Г., Николаев И.В., Роенко М.А. // ПЖТФ. 2019. Т. 45, № 6. С. 30. https://doi.org/10.21883/PJTF.2019.06.47496.17646 (Korobeishchikov N.G., Nikolaev I.V., Roenko M.A. // Tech. Phys. Lett. 2019. V. 45. No.3. P. 274. https://doi.org/10.1134/S1063785019030295).
  18. Korobeishchikov N.G., Nikolaev I.V., Roenko M.A. // Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. B. 2019. V. 438. P. 1. https://doi.org/10.1016/j.nimb.2018.10.019
  19. Lozano O., Chen Q.Y., Tilakaratne B.P., Seo H.W., Wang X.M., Wadekar P.V., Chinta P.V., Tu L.W., Ho N.J., Wijesundera D., Chu W.K. // AIP Adv. 2013. V. 3. Р. 062107. https://doi.org/10.1063/1.4811171
  20. Sumie K., Toyoda N., Yamada I. // Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. B. 2013. V. 307. P. 290. http://doi.org/10.1016/j.nimb.2013.01.087
  21. Tilakaratne B.P., Chen Q.Y., Chu W.K. // Materials. 2017. V. 10. Р. 1056. https://doi.org/10.3390/ma10091056
  22. Toyoda N., Tilakaratne B., Saleem I., Chu W.K. // Appl. Phys. Rev. 2019. V. 6. Р. 020901. https://doi.org/10.1063/1.5030500
  23. Zeng X., Pelenovich V., Xing B., Rakhimov R., Zuo W., Tolstogouzov A., Liu C., Fu D., Xiao X. // Beilstein J. Nanotechnol. 2020. V. 11. P. 383. https://doi.org/10.3762/bjnano.11.29
  24. Pelenovich V., Zeng X., Rakhimov R., Zuo W., Tian C., Fu D., Yang B. // Mater. Lett. 2020. V. 264. Р. 127356. https://doi.org/10.1016/j.matlet.2020.127356
  25. Ieshkin A., Kireev D., Ozerova K., Senatulin B. // Mater. Lett. 2020. V. 272. Р. 127829. https://doi.org/10.1016/j.matlet.2020.127829
  26. Kireev D.S., Ryabtsev M.O., Tatarintsev A.A., Ieshkin A.E. // Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. B. 2022. V. 520. P. 8. https://doi.org/10.1016/j.nimb.2022.03.017
  27. Иешкин А.Е., Ильина Т.С., Киселев Д.А., Сенатулин Б.Р., Скрылева Е.А., Suchaneck G., Пархоменко Ю.Н. // Физика твердого тела. 2022. Т. 64, Вып. 10. С. 1489. https://doi.org/10.21883/FTT.2022.10.53095.384 (Ieshkin A.E., Ilina T.S., Kiselev D.A., Senatulin B.R., Skryleva E.A., Suchaneck G., Parkhomenko Yu.N.//Phys. Solid State. 2022. V. 64. Iss. 10. P. 1465. https://doi.org/10.21883/PSS.2022.10.54237.384).
  28. Nikolaev I.V., Korobeishchikov N.G. // Applied Nano. 2021. V. 2. P. 25. https://doi.org/10.3390/applnano2010003
  29. Kirkpatrick A., Kirkpatrick S., Walsh M., Chau S., Mack M., Harrison S., Svrluga R., Khoury J. //Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. B. 2013. V. 307. P. 281. https://doi.org/10.1016/j.nimb.2012.11.084

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Институт физики твердого тела РАН, Российская академия наук, 2025

Согласие на обработку персональных данных

 

Используя сайт https://journals.rcsi.science, я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных») даю согласие на обработку персональных данных на этом сайте (текст Согласия) и на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика» (текст Согласия).