Широкоапертурный источник низкоэнергетичных ионов на основе плазменно-пучкового разряда для прецизионных технологий атомно слоевого травления материалов наноэлектроники

Область применения

Разработка может быть использована в области создания объемных наноструктур за счет процессов управляемого плазменного осаждения и плазменного травления поверхности твердых материалов. Прин- цип данной технологии сводится к использованию продуктов распада, получаемых в процессе ионизации газа в рабочей области плазменного источника. Одним из основных требований к плазменному источнику ионов является возможность выбора фиксированного диапазона энергий ионов 0.5-1 эВ и равномерность их генерации на заданных площадях.

Технические характеристики

Основой плазменного источника ионов является использование наносекундного разряда с профили- рованным щелевым катодом, с помощью которого формируются ленточные электронные пучки с энергией порядка 1 кэВ в области давлений рабочего газа до нескольких Торр. Использование ленточного электронного пучка позволяет создавать плазменно-пучковый разряд в виде «плазменного листа» с площадью в десятки квадратных сантиметров, который может быть исполь- зован как протяженный источник низкоэнергетичных ионов с энергией порядка 1 эВ, необходимого для технологий атомно-слоевого травления поверхностей материалов.

Катод (1) представляет собой цилиндрический стержень из алюминия длиной 5 см и диаметром 1.2 см, вдоль которой прорезана щель шириной 0.2 см и глубиной 0.6 см. Анод (4) отстоит на расстоянии 0.6 см от катода и представляет собой плоскую пластину из алюминия с эмиссионным окном. Между электро- дами установлена мелкая вольфрамовая сетка, размер ячейки которой составляет величину порядка 0.5 × 0.5 мм. Для предотвращения зажигания разряда «по длинным путям», электроды изолированы диэлектриком (2). Плазменный лист (7) расположен над подложкой для травления (5).

Результаты данной работы показывают возможность формирования «плазменного листа» над поверх- ностью подложки с использованием плазменного источника ленточного электронного пучка на основе наносекундного разряда с протяженным щелевым катодом площадью до 20 см2. Предлагается использование такого «плазменного листа» для модификации поверхности различных технологически важных материалов микро- и наноэлектроники.

Авторы

Ашурбеков Н. А., Иминов К. О., Закарьяева М. З., Рабаданов М. Х., Шахсинов Г. Ш.