Статья

Название статьи ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ РЕЖИМОВ ПРОФИЛИРОВАНИЯ ПОВЕРХНОСТИ СТРУКТУР НА ОСНОВЕ АРСЕНИДА ГАЛЛИЯ МЕТОДОМ ПЛАЗМОХИМИЧЕСКОГО ТРАВЛЕНИЯ С УЧЕТОМ ПОТОКА ХЛОРСОДЕРЖАЩЕГО ГАЗА
Автор В.С. Климин
Рубрика РАЗДЕЛ III. НАНОТЕХНОЛОГИИ
Месяц, год 04, 2017
Индекс УДК 389.159
DOI
Аннотация Рассмотрены проблемы профилирования поверхности структур на основе арсенида галлия для последующего эпитаксиального роста. Рассмотрено применения метода плазмохимического травления для решения данной задачи. Проанализированы характерные особенности данной технологии, показано, что плазмохимический метод травления в комбинированной плазме по сравнению с жидкостным травлением для формирования таких структур является более перспективным, благодаря высокой анизотропии процесса и отсутствии необходимости проведения дополнительных операций для удаления с поверхности продуктов реакции и сторонних примесей, содержащихся в исходных реагентах. Для экспериментального исследования взаимодействия структур на основе арсенида галлия с комбинированной плазмой использовался цилиндрический проточный плазмохимический реактор, давление смеси плазмообразующих газов составляло 2 Па, которое оставалось постоянным в течении всего процесса. В данной работе проведено исследование влияния потока хлорсодержащего газа на толщину вытравленного слоя, шероховатость вытравленной поверхности, а так же анизотропию процесса по разным кристаллографическим областям. Были получены зависимости толщины вытравленного слоя от времени травления и оценены скорости травления для различных потоков хлорсодержащего газа. Проведен анализ поверхности методом атомно-силовой микроскопии и растровой электронной микроскопии, изучена шероховатость вытравленной поверхности. Показано, что при больших значениях потоков хлорсодержащего газа шероховатость вытравленной области увеличивалась, что связанно с большим количеством частиц, отвечающих за образование летучих соединений с продуктами реакций реактивно-ионного травления. Так же было показано, что угол отклонения от вертикали для образцов, обработанных с потоком хлор-содержащего газа NBCl3 – 15 см3/мин для кристаллографического направления [110] был α[110] = 65,5°; для направления [111] был α[111] = 45,58°. Для образцов, обработанных с по-током хлорсодержащего газа NBCl3 – 10 см3/мин для кристаллографического направления [110] было α[110] = 20,94°; для направления [111] был α[111] = 11,37°. Для образцов, для образцов, обработанных с потоком хлорсодержащего газа NBCl3 - 5 см3/мин для кристаллографического направления [110] был α[110] = 0,32°; для направления [111] был α[111] = 0,21°.

Скачать в PDF

Ключевые слова Нанотехнологии; наноструктуры; наноматериалы; арсенид галлия; плазмохимическое травление; планарные технологии; атомно-силовая микроскопия.
Библиографический список 1. White А.М., Portecus P., Sherman W.F., Stadtmuller A.A. Photoca-pacitance. Measurements on Deep levels in GaAs under Hydrostatic Pressure // Solid State Phys. – 1987. – Vol. 10,
No. 17. – P. 1473-1476.
2. Агеев О.А., Золотарев Д.В., Климин В.С., Чередниченко Д.И. Изучение закономерностей роста углеродных нанотрубок при плазменно-химическом осаждении из газовой фазы // Известия ЮФУ. Технические науки. – 2011. – № 4 (117). – С. 61-68.
3. Агеев О.А., Ильин О.И., Рубашкина М.В., Смирнов В.А., Федотов А.А., Цуканова О.Г. Определение удельного сопротивления вертикально ориентированных углеродных на-нотрубок методами сканирующей зондовой микроскопии // Журнал технической физики. – 2015. – Т. 85, № 7. – С. 100-106.
4. Sakurai-Hiromi, Yamanaka Zusao, Yoshida Kohichi, Ohshima Naoto, Suzuki Katsuo. Ultra-sonic. Attenuation in p-type GaSb // G. Appl Phys. – 1984. – Vol. 56, No. 6. – P. 1613-1616.
5. Климин В.С., Агеев О.А., Ильин О.И., Федотов А.А. Исследование режимов получения каталитических структур из пленки Ni для выращивания углеродных нанотрубок // Из-вестия ЮФУ. Технические науки. – 2011. – № 4 (117). – С. 222-225.
6. Алексеев А.Н., Агеев О.А и др. Тандем ЗАО «НТО» и НОЦ «Нанотехнологии» ЮФУ – пример успешного взаимодействия производства и науки // Электроника: Наука, техно-логия, бизнес. – 2016. – № 7 (157). – C. 78-83.
7. Агеев О.А., Ильин О.И., Климин В.С., Коноплев Б.Г., Федотов А.А. Исследование режи-мов формирования каталитических центров для выращивания ориентированных массивов углеродных нанотрубок методом PECVD // Химическая физика и мезоскопия.
– 2011. – Т. 13, № 2. – С. 226-231.
8. Агеев О.А., Варзарев Ю.Н., Солодовник М.С., Рукомойкин А.В. Получение и исследование HEMT-структур на основе GaAs для СВЧ-полевых транзисторов на нанотехнологическом комплексе НАНОФАБ НТК-9 // Известия ЮФУ. Технические науки. – 2011.
– № 4 (117). – С. 13-21.
9. Ильин О.И., Климин В.С., Надда М.З., Петров В.В., Рудык Н.Н., Федотов А.А., Чинь В.М., Яненко В.Ю. Исследование газочувствительных свойств пленок нанокомпозитов с углеродными нанотрубками // Известия ЮФУ. Технические науки. – 2015. – № 9 (170). – С. 116-136.
10. Агеев О.А., Ильин О.И., Климин В.С., Рубашкина М.В., Смирнов В.А., Сюрик Ю.В., Цука-нова О.Г. Исследование возможности создания биомимических адгезионных покрытий на основе массива вертикально ориентированных углеродных нанотрубок // Известия ЮФУ. Технические науки. – 2014. – № 9 (158). – С. 58-67.
11. Климин В.С., Еськов А.В., Петров Н.Н. Исследование влияния режимов плазмохимиче-ского травления поверхности арсенида галлия в плазме BCl3\Ar\SF6 // Известия ЮФУ. Технические науки. – 2015. – № 9 (170). – С. 6-14.
12. Ilina Marina V., Blinov Yuriy F., Ilin Oleg I., Klimin Viktor S., Ageev Oleg A. Resistive switching of vertically aligned carbon nanotube by a compressive strain // Proc. SPIE 10224, International Conference on Micro- and Nano-Electronics 2016, 102240U (December 30, 2016).
13. Ильин О.И., Климин В.С., Рубашкина М.В., Сергиенко К.С., Семенов А.С., Федотов А.А., Чинь Ван Мыой, Яненко В.Ю. Термодинамический анализ взаимодействия в системе
Ni-CR-Si при выращивании углеродных нанотрубок методом химического осаждения из газовой фазы // Известия ЮФУ. Технические науки. – 2014. – № 9 (158). – С. 79-92.
14. Ageev O.A., Klimin V.S., Solodovnik M.S., Eskov A.V., Krasnoborodko S.Y. The study of in-fluence of the gas flow rate to etched layer thickness, and roughness of the anisotropy field of gallium arsenide is etched in the plasma chemical etching process // Journal of Physics: Con-ference Series. – Vol. 741, No. 1.
15. Riel B.J., Hinzer K., Moisa S., Fraser J., Finnie P., Piercy P., Fafard S., Wasilewski Z.R. InAs/GaAs(100) self-assembled quantum dots: arsenic pressure and capping effects // J. Cryst. Growth. – 2002. – Vol. 236. – P. 145-154.
16. Viktor S. Klimin, Maxim S. Solodovnik, Vladimir A. Smirnov, Andrey V. Eskov, Roman V. Tominov, Oleg A. Ageev A study of the vertical walls and the surface roughness GaAs after the operation in the combined plasma etching // Proc. SPIE 10224, International Conference on Micro- and Nano-Electronics 2016, 102241Z (December 30, 2016).
17. Агеев О.А. Солодовник М.С., Смирнов В.А. и др. Исследование режимов формирования оксидных наноразмерных структур арсенида галлия методом локального анодного окисления // Известия вузов. Электроника. – 2012. – № 2 (94). – C. 43-50.
18. Daweritz L., Ploog K. Contribution of reflection high-energy electron diffraction to nanometre tailoring of surfaces and interfaces by molecular beam epitaxy // Semicond. Sci. Tech. – 1994. – Vol. 9, No. 2. – P. 123-136.
19. Авилов В.И., Агеев О.А. и др. Исследование режимов наноразмерного профилирования поверхности эпитаксиальных структур арсенида галлия методом локального анодного окисления // Российские нанотехнологии. – 2015. – Т. 10, № 3-4. – C. 39-43.
20. Ageev O.A., Solodovnik M.S., et al. Effect of GaAs native oxide upon the surface morphology during GaAs MBE growth // Journal of Physics: Conference Series. – 2016. – Vol. 741, No. 1. – P. 012012.
21. Агеев О.А., Коломийцев А.С., Михайличенко А.В., Смирнов В.А., Пташник В.В., Солодов-ник М.С., Федотов А.А., Замбург Е.Г., Климин В.С., Ильин О.И., Громов А.Л., Рукомой-кин А.В. Получениe наноразмерных структур на основе нанотехнологического комплекса НАНОФАБ НТК-9 // Известия ЮФУ. Технические науки. – 2011. – № 1 (114).
– С. 109-116.
22. Рукомойкин А.В., Солодовник М.С. Формирование и исследование арсенид-галлиевых наноструктур на нанотехнологическом комплексе НАНОФАБ НТК-9 // Известия ЮФУ. Технические науки. – 2011. – № 4 (117). – С. 237-238.

Comments are closed.