Низкоэнергетическое травление в пучково-плазменном разряде как метод создания материалов и структур наноэлектроники
Диссертация
В исследованиях было предложено использовать эффект формирования ионного потока в пучково-плазменном разряде (ППР) для травления гетероструктурных соединений в плазмохимическом реакторе. Регистрируемый диапазон энергий ионов аргона 20−70 эВ есть оптимальный диапазон для мягкого травления (распыления) инертными газами (без участия химически активных сред) соединений типа АШВУ и гетероструктур… Читать ещё >
Список литературы
- L. Martinu, J. E Klemberg-Sapieha, О. M. Kuttel et al. Critical ion energy and ion flux in the growth of films by plasma-enhanced chemical-vapor deposition // J. Vac. Sci. Technol., 1994, V 12 P. 1360
- N. Sato, H Kobayashi, T. Tanabe et al. Control of Ion Energy for Low-Damage Plasma Processing in RF Discharge // Japan. J. Appl. Phys., sec. B, 1995, V.34, P.2158
- D Barton, DJ Heason, RD Short, JW Bradley. The measurement abd control of the ion energy distribution function at a surface in an RF plasma // Meas. Sci. Technol., 2000, v. 11, pp. 1726−1731
- D. J Heason and J. W. Bradley. Modifying the IEDFs at a plasma boundary in a low-pressure RF discharge using electron beam injection // Plasma Sources Sci. Technol, 2001, V.10,P.627
- N. J. Braithwaite. Internal and external electrical diagnostics of RF plasmas // Plasma Sources Sci. Technol, 1997, V.6, P. 133
- Научный отчет по НИР «Управление энергетическими характеристиками ионного потока из пучково-плазменного разряда: механизм и возможные применения» («Лоск-ИРЭ»). Н. рук. Е. Г. Шустин. ФИРЭ РАН, г. Фрязино, 2006
- N.V. Isaev, V.P. Tarakanov, E.G. Shustin. //Вопросы атомной науки и техники, Сер. «Плазменная электроника и новые методы ускорения», 2006, № 5, с. 100 104
- Клыков И. JL, Шустин Е. Г., Тараканов В. П. Ионный поток на проводящую и изолированную поверхности в пучково-плазменном разряде: компьютерная модель //Прикладная физика, 2009, № 6, с. 87.
- Н.В. Исаев, А. И. Чмиль., Е. Г. Шустин. //Физика плазмы, 2004, т. ЗО, С.292
- K.S. Kim, Y. Zhao, Н. Jang et al. Large-scale pattern growth of graphene films for stretchable transparent electrodes //Nature, 2009, V.457, P. 706.
- A. Reina, X. Jia, J. Ho et al. Large Area, Few-Layer Graphene Films on Arbitrary Substrates by Chemical Vapor Deposition // Nano Lett., 2009 V.9, P.30.
- Hittorf W. Ueber die elektricitatsleitung der gase // Annalen der Physik and Chemie, 1884, v. 21, pp. 90−139
- Hopwood J. Review of inductively coupled plasmas for plasma processing // Plasma Sources Sci. Technol., 1992, v. 1, pp. 109−116.
- Keller J.H. Inductive plasmas for plasma processing // Plasma Sources Sci. Technol., 1996, v. 5, pp. 166−172.
- Godyak V.A., Piejak R.B., Alexandrovich B.M. Electrical characteristics and electron heating mechanism of an inductively coupled argon discharge // Plasma Sources Sci. Technol., 1994, v. 3, pp. 169−176.
- Вавилин K.B., Рухадзе A.A., Ри M.X., Плаксин В. Ю. Радиочастотные индуктивные источники плазмы малой мощности для технологических приложений // Физика плазмы, 2004, т. 30, № 8, с. 739−749.
- Lieberman М.А., Lichtenberg A.J. Principles of plasma discharges and materials processing. (John Wiley, New York, 1994)
- Райзер Ю.П., Шнейдер M.H., Яценко H.A. Высокочастотный емкостной разряд. Физика. Техника эксперимента. Приложения, М.: Наука, 1995.
- Kawamura Е, Vahedi V, Lieberman MA, Birdsall CK. Ion energy distributions in rf sheaths- review, analysis and simulation // Plasma Sources Sci. Technol., 1999, v. 8, pp. R45-R64.
- Electron cyclotron emission and electron cyclotron heating. Ed. G. Grrizzi, Paris, World Scientific, 2002.
- Chen F.F., Evans J.D., Tynan G.R. Design and performance of distributed helicon sources // Plasma Sources Sci. Technol., 2001, v. 10, pp. 236−249.
- Miljak D.G., Chen F.F. Density limit in helicon discharges // Plasma Sources Sci. Technol., 1998, v. 7, pp. 537−549.
- Chen F.F., Blackwell D.D. Upper limit to Landau damping in helicon discharges // Phys. Rev. Lett., 1999, v. 82, pp. 2677−2680.
- Blackwell D.D., Chen F.F. Time-resolved measurements of the EEDF in a helicon plasma // Plasma Sources Sci. Technol., 2001, v. 10, pp. 226−235.
- Chen F.F. The low-field density peak in helicon discharges // Phys. Plasmas, 2003, v. 10, pp. 2586−2592.
- Shinohara S. Characteristics of a large volume, helicon plasma source // Phys. Plasmas, 2005, v. 12, pp. 44 502−5.
- Leonhardt D, Muratore C, and Walton S G // IEEE Trans, on Plasma Science. 2005.V.33 P.783
- Тараканов В.П., Шустин Е. Г. Динамика пучковой неустойчивости в ограниченном объеме плазмы: численный эксперимент. Физика плазмы, 2007.
- Tarakanov V.P. Useras Manual for Code KARAT. Springfield. VA: Berkley Research Associates inc. 1992
- K. S. Novoselov, A. K. Geim, S. V. Morozovet al. Electric Field Effect in Atomically Thin Carbon Films // Science 2004. V306. p666−669
- K. S. Novoselov, D. Jiang, F. Schedin et al. Two-dimensional atomic crystals // Proc. Natl. Acad. Sei. 2005. V102.p. 10 451
- K. S. Novoselov, A. K. Geim, S. V. Morozov et al. Two-dimensional gas of massless Dirac fermions in graphene // Nature 2005. V.438 p. 197
- Geim A K, Novoselov K S. The rise of graphene // Nature Mater. 2007. V.6. p. 183
- Y. Zhang, Y. Tan, H. L. Stormer et al. Experimental observation of the quantum Hall effect and Berry’s phase in graphene // Nature. 2005. Vol. 438. pp. 201 204.
- S.V. Morozov, K. S. Novoselov, M. I. Katsnelson et al. Giant Intrinsic Carrier Mobilities in Graphene and Its Bilayer // Phys. Rev. Lett. 2008. Vol. 100. P. 16 601 672
- Y. Hernandez, V. Nicolosi, M. Lotya et al. High-yield production of graphene by liquid-phase exfoliation of graphite // Nature Nanotechnol. 2008. Vol. 3. P. 563−568.
- X. Li, G. Zhang, X. Bai et al. Highly conducting graphene sheets and Langmuir-Blodgett films // Nature Nanotechnol. 2008. V.3 P.538
- Park S, Ruoff R S. Chemical methods for the production of graphenes // Nature Nanotechnol. 2009. V4. P.217
- Eda G, Fanchini G, Chhowalla M. Large-area ultrathin films of reduced graphene oxide as a transparent and flexible electronic material // Nature Nanotechnol. 2008. V.3 P.270
- D. A. Dikin, S. Stankovich, E. J. Zimney et al. Preparation and characterization of graphene oxide paper // Nature 2007. V.448. P. 457
- S. Stankovich, D. A. Dikin, G. H. B. Dommett et al. Graphene-based composite materials // Nature 2006. V.442 P.282
- X. Li, X. Wang, L. Zhang et al. Chemically Derived, Ultrasmooth Graphene Nanoribbon Semiconductors // Science 2008. V.319 P. 1229
- Wu Z-S, Ren W., Gao L., Liu B. et al. Synthesis of high-quality graphene with a predetermined number of layers // Carbon 2009.V. 47 P. 493−499
- Schafhaeutl C Phil. // Mag.Ser. 1840 V.3 P.570
- StaudenmaierL Ber. //Deutsch. Chem. Ges. 1898. V.31 P.1481
- He H, J. Klinowski, M. Forster et al. A new structural model for graphite oxide // Chem. Phys. Lett. 1998. V. 287, P. 53
- A. Lerf, H. He, M. Forster et al. Structure of Graphite Oxide Revisited // J. Phys. Chem. B 1998. V. 102 P.4477
- W. Cai, R. D. Piner, F. J et al. Synthesis and Solid-State NMR Structural Characterization of 13C-Labeled Graphite Oxide // Science 2008. V.321 P.1815
- Buchsteiner A, Lerf A, Pieper J. Water Dynamics in Graphite Oxide Investigated with Neutron Scattering // J. Phys. Chem. B. 2006. V. l 10 P.22 328
- Hummers W S (Jr.), Offeman RE. Preparation of Graphitic Oxide // J. Am. Chem. Soc. 1958. V.80 P.1339
- Tontegode A.Ya. Carbon on transition metal surfaces // Progress Surf. Sei. 1991. V. 38. P. 201
- Eizenberg M., Blakely Carbon monolayer phase condensation on Ni (lll) // J.M. Surf. Sei. 1979. V. 82, P.228
- Reina A, Jia XT, Ho J, Nezich D, et al. Large Area, Few-Layer Graphene Films on Arbitrary Substrates by Chemical Vapor Deposition // Nano Letters 2009. V.9. P. 30−35.
- K.S. Kim, Y. Zhao, H. Jang. Large-scale pattern growth of graphene films for stretchable transparent electrodes // Nature. 2009. V.457. P.706
- X.Li, W. Cai, J. An et al. Large-Area Synthesis of High-Quality and Uniform Graphene Films on Copper Foils // Science, 2009. V.324. P. 1312.
- S.Bae, H. Kim, Y. Leeat al. Roll-to-roll production of 30-inch graphene films for transparent electrodes // Nature Nanotechnol. 2010. V.5, P.574.
- Reina A. at al. // Nano Res 2009 V.2. P.509
- Alexander N. Obraztsov A.N. Chemical vapour deposition: Making graphene on a large scale// Nature Nanotechnology 2009. V4, P.212−213
- Дубков C.B., Гаврилов С. А., Громов Д. Г., Красулин Г. А. Известия вузов. Электроника 2010 № 4(84) с.28−32
- Усачев Д. Ю., Адамчук В. К., Добротворский А. М., и др. Известия РАН. Серия Физическая, 2010, том 74, № 1, с. 30−33
- H. Hibino, .H Kageshima, M. Nagase. Epitaxial few-layer graphene: towards single crystal growth // J.Phys. D. 2010 V.43. 374 005.
- C. Berger, Z. Song, T. Li et al. Ultrathin Epitaxial Graphite: 2D Electron Gas Properties and a Route toward Graphene-based Nanoelectronics // J. Phys. Chem. В 2004 V.108 P.19 912
- C. Berger, Z. Song, X. Li et al. Electronic Confinement and Coherence in Patterned Epitaxial Graphene // Science 2006 V.312. P. l 191
- К. V. Emtsev, A. Bostwick, K. Horn et al. Towards wafer-size graphene layers by atmospheric pressure graphitization of silicon carbide // Nature Mater. 2009. V.8 P.203
- Forbeaux I, Themlin JM, Debever JM. High-temperature graphitization of the 6H-SiC (ООО0 face // Surf. Sci. l999.V.442.P.9−18.
- Forbeaux I, Themlin JM, Debever JM. Heteroepitaxial graphite on 6H-SiC (0001): Interface formation through conduction-band electronic structure // Phys Rev B. 1998. V.58 p. 16 396−16 406.
- Charrier A, Coati A, Argunova T, Thibaudau F et al. Solid-state decomposition of silicon carbide for growing ultra-thin heteroepitaxial graphite films // J Appl Phys. 2002.V.92. P.2479−2484.
- Wu YQ, Ye PD, Capano MA, Xuan Y, et al. Top-gated graphene field-effect-transistors formed by decomposition of SiC // Appl Phys Lett. 2008. V.92:92 102.
- T. Ohta, A. Bostwick, T. Seyller et al. Controlling the Electronic Structure of Bilayer Graphene // Science. 2006.Vol. 313. P. 951−954
- T. Seyller, K.V. Emtsev, K. Gao et al. Structural and electronic properties of graphite layers grown on SiC (0 0 0 1)// Surf. Sci. .2006. Vol. 600. P. 3906−3910
- H.S. Bengaard, J.K. Nerskov, J. Sehested et al. Steam Reforming and Graphite Formation on Ni Catalysts // Catal. 2002 V. 209. P. 365−367.
- P. W. Sutter, J. Flege, E. A. Sutter. Epitaxial graphene on ruthenium // Nature Mater. 2008. V.7 P.406
- Fujita TK, Kobayashi W., Oshima C. Novel structures of carbon layers on a Pt (lll) surface // Surf Interface Anal. 2005. V.37(2) P.120−123.
- Gao, Y. Pan, L. Huang, H. Hu et al. Epitaxial growth and structural property of graphene on Pt (l 11) // Applied Physics Letters. 2011. V.98: 33 101
- A. T. N’Diaye, S. Bleikamp, P. J. Feibelman et al. Two-Dimensional Ir Cluster Lattice on a Graphene Moire on Ir (l 11) // Phys. Rev. Lett. 2006 V.97: 215 501
- J. Coraux, A. T. N’Diaye, C. Busse et al. Structural Coherency of Graphene on Ir (l 11) // Nano Lett. 2008 V.8. P.565
- H. J. Iwasaki, H. J. Park, M. Konuma et al. Long-Range Ordered Single-Crystal Graphene on High-Quality Heteroepitaxial Ni Thin Films Grown on MgO (lll) // Nano Lett. 2011 V.11,P.79
- H.B. Исаев, М. П. Темирязева, В. П. Тараканов, Ю. В. Федоров, Е. Г. Шустин. Ионные потоки из пучково-плазменного разряда в слабом магнитном поле: физика и применение // Прикладная физика, 2008, № 3, с.73−79
- E.G. Shustin, N.V. Isaev, M.P. Temiryazeva and Yu.V. Fedorov. Beam plasma discharge at low magnetic field as plasma source for plasma processing reactor // Vacuum, 2009, V.83 № 11, P.1350−1354
- NStJ Braithwaite, JP Booth, G Cunge. A novel electrostatic probe method for ion flux measurements //Plasma Sources Sci. Technol., 1996, v. 5, pp. 677−684.
- Шустин Е.Г. и др. Отчет по гранту РФФИ № 06−08−14а за 2007 г.
- Альперт Я.Л., Гуревич А. В., Питаевский Л. П. Волны и искусственные тела в приземной плазме. Издательство Наука, 1974
- Miyano R, Izumi S, Kitada R, Fujii M, Ikezawa S, Ito A. Influence of electron beam on profile of sheath potentials in electron-beam-excited plasma apparatus // Plasma Sources Sci Technol 1997−6:551.
- M.A. Blauw, A.H.M. Smets, M.C.M. van de Sanden. Ion energy selection with pulse-shaped RF-bias. XXVIIth ICPIG, Eindhoven, the Netherlands, 18−22 July, 2005.
- E.G. Shustin, N.V. Isaev, I.L. Klykov, V.V. Peskov. Control of the energy of ion flow affecting electrically insulated surface in plasma processing reactor based on a beam-plasma discharge // Vacuum V. 85 (2011) P. 711−717.
- Научный отчет о НИР «Использование эффекта генерации ионных потоков в пучково-плазменном разряде для решения задач обработки материалов микро-и наноэлектроники» («Шелк-ИРЭ»). Н. рук. Е. Г. Шустин. ФИРЭ им. В. А. Котельникова РАН, г. Фрязино, 2010.
- А. К. Geim. Graphene: Status and Prospects // Science. 2009. V.324. P. 1530.
- A.B. Елецкий, И. М. Искандарова, А. А. Книжник, Д. Н. Красиков. УФН, 2011, № 3, стр. 233−268
- Ю.И. Латышев, Е. Г. Шустин, А. Ю. Латышев, Н. В. Исаев, А. А. Щекин, В. А. Быков. Новый метод получения графеновых пленок большой площади в плазменном разряде. Тезисы докладов 2 Межд. Форума по нанотехнологиям, Москва, 2009, с.465−467.
- Blake Р, Hill EW, Neto АНС, Novoselov KS et al. Making graphene visible // Appl Phys Lett. 2007-V.91(6):63 124.
- Nair R.R., Blake P., Grigorenko A. N. Fine Structure Constant Defines Visual Transparency of Graphene // Science. 2008. V.320. P. 1308.
- Guinea F., Katsnelson M.I., Geim A.K. Energy gaps and a zero-field quantum Hall effect in graphene by strain engineering //Nat. Phys. 2010. V.6. P.30.
- Thomsen C, Reich S. Double Resonant Raman Scattering in Graphite // Phys Rev Lett 2000. V.85(24) P.5214−5217.
- Ferrari AC, Robertson. Resonant Raman spectroscopy of disordered, amorphous, and diamondlike carbon // J. Phys Rev В 2001-V.64(7):75 414.
- Faugeras C, Nerriere A, Potemski M, Mahmood A et al. Few-layer graphene on SiC, pyrolitic graphite, and graphene: A Raman scattering study // Appl Phys Lett 2008- V.92(l):11 914.
- Ferrari А. С., Meyer J.C., Scardaci V., et al. Raman Spectrum of Graphene and Graphene Layers //Phys. Rev. 2006.V.97. 187 401.
- Yu.I. Latyshev, А.Р. Orlov, E.G. Shustin, N.V. Isaev, W. Escoffier, P. Monceau, C.J. van der Beek, M. Konczykowski, I. Monnet. Aharonov-Bohm effect on columnar defects in thin graphite and grapheme // 2010 J. Phys.: Conf. Ser. 248 12 001.
- P. Nuegebauer, M. Orlita, C. Faugeras et. al. How Perfect Can Graphene Be? //Phys. Rev. Lett. 2009, 103 136 403.
- Батавин B.B. Контроль параметров полупроводниковых материалов и эпитаксиальных слоев. М. «Сов. Радио», 1976, с. 104
- Павлов Л.П. Методы определения основных параметров полупроводниковых материалов. Издательство «Высшая школа», 1975
- A. Kumar, W. Escoffier, J.M. Poumerol et al. Integer quantum Hall effect in trilayer grapheme, cond-mat, 104.1020 v.l.
- Публикации в журналах из списка ВАК:
- В.В. Песков, Е. Г. Шустин. Исследование взаимодействия плазмы с непроводящей поверхностью в пучково-плазменном разряде при слабом магнитном поле // Нелинейный мир, № 6, т.7, 2009, стр. 495.
- В.А. Курнаев, В. В. Песков, А. И. Чмиль, Е. Г. Шустин. Ионный поток нанепроводящую поверхность в пучково-плазменном разряде: расчет и эксперимент // Прикладная физика № 6, 2009, стр. 118.
- И.Л. Клыков, В. В. Песков, Е. Г. Шустин. Управление энергией ионов при напылении алмазоподобных пленок на диэлектрическую подложку // Нелинейный мир, № 2, т.8, 2010, стр. 113.
- V. A. Kurnaev, V. V. Peskov, A. I. Chmil', E. G. Shustin. Ion Flux onto a Nonconducting Surface in a Beam-Plasma Discharge: Simulation and Experiment // Plasma Physics Reports, 2010, Vol. 36, No. 13, pp. 1177−1180.
- И.Л. Клыков, B.B. Песков, Е. Г. Шустин. Инжектор электронов для плазмохимического реактора на базе пучково-плазменного разряда // Нелинейный мир, № 2, т.8, 2010, стр. 117.
- E.G. Shustin, N. V. Isaev, I.L. Klykov, V.V. Peskov. Control of the energy of ion flow affecting electrically insulated surface in plasma processing reactor based on a beam-plasma discharge // Vacuum 85 (2011) 711−717.
- B.B. Песков, Ю. И. Латышев, Е. Г. Шустин. Оптимизация режима травления монокристаллов естественного графита в плазмохимическом реакторе на базе пучково-плазменного разряда для получения графена // Нелинейный мир, № 1, т.9, 2011, стр. 5−6.
- Материалы международных и национальных конференций:
- Визгалов В.И., Клыков И. Л., Курнаев В. А., Песков В. В., Федоров Ю. В., Е.Г. Шустин. Установка для бездефектного травления гетероструктур в плазменно-пучковом разряде // Тезисы докладов Научной сессии МИФИ -2008, Москва, 2008.
- Песков В.В., Исаев Н. В., Курнаев В. А., Шустин Е. Г. Исследование взаимодействия плазмы с непроводящей поверхностью в пучково-плазменном разряде при слабом магнитном поле // Тезисы докладов
- VI Российский семинар «Современные средства диагностики плазмы и их применение для контроля веществ и окружающей среды», МИФИ, Москва, 22−24 октября 2008, стр. 84.
- Н.В. Исаев, И. Л. Клыков, В. В. Песков, Е. Г. Шустин. Пучково-плазменный реактор в режиме осаждения алмазоподобных пленок // Тезисы докладов XXXVII Международной (Звенигородской) конференции по физике плазмы и УТС, Москва, 2010, стр. 317.
- В.В. Песков, Ю. И. Латышев, Е. Г. Шустин. Травление монокристаллов естественного графита в плазмохимическом реакторе на базе пучково-плазменного разряда для получения графена // VII Научно-практическая конференция «НАНОТЕХНОЛОГИИ ПРОИЗВОДСТВУ 2010».
- Переплетено ООО «Цифровичок» (495) 649−83−30- (495) 797−75−76 www.cfr.ru- info@cfr.ru