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. Принцип 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 профилированным 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 электродами 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 поверхностью 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.