Способ планаризации поверхности наноструктур материалов электронной техники пучком газовых кластерных ионов

Использование: для планаризации поверхности наноструктур материалов. Сущность изобретения заключается в том, что способ планаризации поверхности наноструктур материалов электронной техники осуществляют пучком газовых кластерных ионов, а в качестве рабочего газа пучка газовых кластерных ионов используют ксенон. Технический результат: обеспечение возможности уменьшения шероховатости поверхности примерно в 2 раза. 1 табл.

 

Изобретение относится к области производства изделий в микро- и наноэлектроники, оптоэлектроники и оптике, при производстве которых шероховатость поверхности является критическим фактором в улучшении их эксплуатационных параметров.

Точность тонких структур зависит от точности методов изготовления, используемых в процессе формирования пленки, процесса травления, и тому подобного. Примером такого способа выравнивания поверхности является метод сглаживания боковой стенки структуры с помощью облучения пучком газовых кластерных ионов под углом от 60° до 90° по отношению к нормали к твердой поверхности (WO 2005031838 МПК C23F 4/00; H01J 37/305, опуб. 2005-04-07).

Однако этот способ позволяет сгладить твердую поверхность с неравномерностью (шероховатость поверхности), имеющей площадь порядка десяти нанометров, что не удовлетворяет современный уровень техники.

Известен принятый за прототип способ планиризации поверхности диэлектрика непрерывным пучком газовых кластерных ионов (GCIB), в котором технологический газ для GCIB т выбирают из группы, состоящей из SiH4, NH3, N2, Ar, He, O2, NF3, CF4, В2Н6, РН3, AsH3, СеН4, СН4, CxHyFz, HBr, SF 6, Cl 2, или их сочетание. ((US 8193094 (В2), МПК H01L 21/3105, опуб. 2011-12-22).

Однако шероховатость поверхности не является удовлетворительной для современного уровня техники.

Предлагаемое изобретение решает задачу уменьшения шероховатости при обработке поверхности наноструктур материалов электронной техники пучком газовых кластерных ионов.

Поставленная задача решается способом планиризации поверхности наноструктур материалов электронной техники пучком газовых кластерных ионов, новизна которого заключается в том, что в качестве рабочего газа пучка газовых кластерных ионов используют ксенон (Xe).

Технический результат при этом заключается в уменьшения шероховатости поверхности примерно в 2 раза.

Отсутствие источников информации, содержащих ту же совокупность признаков, что и в разработанном способе, сообщает ему соответствие критерию «новизна».

Та же совокупность признаков позволяет получить новый непредсказуемый эффект, уменьшения шероховатости примерно в 2 раза, и, таким образом, сообщает ей соответствию критерию «изобретательский уровень».

Проведение нового способа с использованием известного оборудования сообщает разработанному изобретению соответствие критерию «промышленная применимость».

В Таблице 1 приведены данные по влияния изменения параметров планиризации на ее результаты.

Приведенные ниже примеры подтверждают, но не ограничивают применение изобретения.

Пример 1. Планаризация поверхности кремния пучком газовых кластерных ионов при использовании в качестве рабочего газа ксенона (Xe).

Для проведения планаризации образцов кремния брали стандартные пластины кремния КДБ10 ориентацией [100] диаметром 100 мм и толщиной 500 мкм, покрытые термическим оксидом кремния. Толщина окисленного слоя составляла 150 нм, а шероховатость поверхности пластины до обработки не более 30 нм.

С помощью системы дифференциальной откачки вакуумировали камеру ускорителя пучков газовых кластерных ионов до достижения давления в системе не выше 10-5 Торр. В качестве рабочего газа использовали ксенон (Xe), удаление из пучка атомарных ионов и легких кластеров проводили путем уменьшения расстояния между постоянными магнитами в системе сепарации. Так, уменьшение расстояния между магнитами до 7 мм, позволило отделять из пучка мономеры и кластеры с размером менее 150 атомов в кластере.

Исходные подложки облучали пучком кластерных ионов с сепарацией по массам с энергией 10 кэВ и дозой 5⋅1016. Облучение проводили в непрерывном режиме подачи газовых кластерных ионов на мишень. Площадь облучения определялась диаметром ионного пучка и составляла 4 мм. Время облучения составляло 30 минут.

Локальная шероховатость исследовалась методом атомно-силовой микроскопии.

В результате планаризации за 30 минут шероховатость кремния снизилась до 0,13 нм.

Пример 2. Планаризация поверхности кремния пучком газовых кластерных ионов при использовании в качестве рабочего газа аргона (Ar).

То же, что в примере 1, только в качестве рабочего газа использовали аргон (Ar).

В результате планаризации за 30 минут шероховатость кремния снизилась до 0,27 нм.

Как видно из данных приведенных в таблице 1, проведение планиризации поверхности образцов кремния пучком газовых кластерных ионов при использовании в качестве рабочего газа ксенона позволяет снизить шероховатость обрабатываемой поверхности по сравнению с использованием в качестве рабочего газа аргона примерно в 2 раза.

Пример 3. Планаризация поверхности меди пучком газовых кластерных ионов при использовании в качестве рабочего газа ксенона (Xe).

В качестве исходных образцов меди для проведения планаризации использовали стандартные пластины кремния КДБ10 ориентацией [100] диаметром 100 мм и толщиной 500 мкм, покрытые термическим оксидом кремния и слоем меди толщиной 0,3 мкм, полученного при помощи магнетронного осаждения. Шероховатость поверхности пластины до обработки не более 30 нм.

С помощью системы дифференциальной откачки вакуумировали камеру ускорителя пучков газовых кластерных ионов до достижения давления в системе не выше 10-5 Торр. В качестве рабочего газа использовали ксенон, удаление из пучка атомарных ионов и легких кластеров проводили путем уменьшения расстояния между постоянными магнитами в системе сепарации. Так, уменьшение расстояния между магнитами до 7 мм, позволило отделять из пучка мономеры и кластеры с размером менее 150 атомов в кластере.

Исходные подложки облучали пучком кластерных ионов с сепарацией по массам с энергией 10 кэВ и дозой 5⋅1016. Облучение проводили в непрерывном режиме в непрерывном режиме подачи газовых кластерных ионов на мишень. Площадь облучения определялась диаметром ионного пучка и составляла 4 мм. Время облучения составляло 30 минут.

Локальная шероховатость исследовалась методом атомно-силовой микроскопии.

В результате планаризации за 30 минут шероховатость меди снизилась до 0,28 нм.

Пример 4. Планаризация поверхности меди пучком газовых кластерных ионов при использовании в качестве рабочего газа криптона (Kr).

То же, что в примере 1, только в качестве рабочего газа использовали криптон (Kr).

В результате планаризации за 30 минут шероховатость меди снизилась до 0,5 нм.

Как видно из данных приведенных в таблице 1, проведение планиризации поверхности образцов кремния пучком газовых кластерных ионов при использовании в качестве рабочего газа ксенона позволяет снизить шероховатость обрабатываемой поверхности по сравнению с использованием в качестве рабочего газа криптона примерно в 2 раза.

Аналогичные результаты были получены при использовании в качестве рабочего газа таких газов как SiH4, NH3, N2, Ar, He, O2, NF3, CF4, В2Н6, РН3, AsH3, СеН4, СН4, CxHyFz, HBr, SF 6, Cl 2, или их сочетание

Таким образом, приведенные выше примеры проведения планиризации поверхности наноструктур материалов электронной техники пучком газовых кластерных ионов при использовании в качестве рабочего газа ксенона позволяет снизить шероховатость обрабатываемой поверхности по сравнению с использованием в качестве рабочего газа известных из уровня техники газов примерно в 2 раза позволяя достичь значений шероховатости 0,13-0,28 нм.

Способ планаризации поверхности наноструктур материалов электронной техники пучком газовых кластерных ионов, отличающийся тем, что в качестве рабочего газа пучка газовых кластерных ионов используют ксенон.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области технологии микроэлектроники и может быть использовано при изготовлении 3D-устройств микросистемной техники, например микроинжекторов, микродвигателей, а именно при получении сквозных микроотверстий в кремниевой подложке.

Изобретение относится к полупроводниковой технологии и может быть использовано в процессе изготовления электронных устройств, в которых необходима пористая интегрированная мембрана: газовые фильтры в составе селективных газовых сенсоров, датчики скорости потока газов, топливные элементы и т.п.

Использование: для модификации наноструктур материалов. Сущность изобретения заключается в том, что способ модификации наноструктур материалов электронной техники газовыми кластерными ионами, включающий удаление из пучка кластерных ионов любого нежелательного ионизирующего излучения, при этом пучок газовых кластерных ионов подают в импульсном режиме.

Изобретение относится к способам обработки поверхности алмаза для его использования в электронной технике СВЧ. Способ включает взаимное расположение в одной плоскости исходной поверхности алмаза и металлической поверхности из стали, обеспечение непосредственного контакта упомянутых поверхностей, термическую обработку исходной поверхности алмаза на заданную глубину, обеспечивающую заданную конечную поверхность алмаза, при этом предусматривающую нагрев упомянутых поверхностей в инертной среде, с заданной скоростью, вблизи температуры образования эвтектического сплава железо - углерод, выдержку при этой температуре и естественное охлаждение, при этом металлическую поверхность из стали берут с содержанием углерода 3,9-4,1 мас.
Изобретение относится к технологии изготовления полупроводниковых приборов, в частности к способу обработки обратной стороны кремниевых подложек перед напылительными процессами.

Изобретение относится к плазменной технике, а именно к устройствам для плазменного осаждения пленок, и может быть использовано для изготовления тонкопленочных солнечных элементов, фоточувствительных материалов для оптических сенсоров и тонкопленочных транзисторов большеразмерных дисплеев, для нанесения защитных покрытий.

Изобретение относится к технологии обработки алмаза и может быть использовано в микроэлектронной технике СВЧ. Способ обработки поверхности алмаза включает взаимное расположение в одной плоскости исходной поверхности алмаза и металлической поверхности из стали, обеспечение непосредственного контакта упомянутых поверхностей, термическую обработку исходной поверхности алмаза на заданную глубину, обеспечивающую заданную конечную поверхность алмаза, при этом предусматривающую нагрев упомянутых поверхностей до температуры образования эвтектического сплава железо - углерод, выдержку при этой температуре и естественное охлаждение, причем металлическую поверхность из стали берут с содержанием углерода 3,9-4,1 мас.

Изобретение относится к способам доводки ориентации подложек из монокристаллических алмазов, предназначенных для эпитаксиального роста из газовой фазы монокристаллических алмазных пластин высокого структурного совершенства, используемых в производстве рентгеновских монохроматоров, приборов электроники, оптики.
Изобретение относится к области полупроводниковой опто- и микроэлектроники и может быть использовано в электронной промышленности для создания электронных приборов и фотопреобразователей на основе полупроводниковых гетероструктур.

Изобретение относится к лазерным методам резки пластин и может быть использовано в микроэлектронной промышленности для резки алмазных, карбидкремниевых, кремниевых и других подложек с изготовленными на них приборами.

Изобретение имеет отношение к способу получения композиционного нанопокрытия на наноструктурированном титане. Способ включает синтез кальцийфосфатных структур на поверхности наноструктурированного титана.

Изобретение относится к новым соединениям в ряду индолиновых спиробензопиранов (SP), а именно к сложноэфирным производным 5'-гидроксиметил-6-нитро-1',3',3'-триметилспиро[2H-1-бензопиран-2,2'-индолина] общей формулы , где R = HS-(CH2)n-; где n=1 (SP 1), n=2 (SP 2), n=10 (SP 3);HOOC(CH2)2SS(CH2)2-(SP 4); которые могут быть использованы в качестве фотоактивных комплексообразователей с квантовыми точками и катионами металлов.

Использование: для применения в процессорах с высокой плотностью функциональных элементов на основе сверхпроводящих нанопроводов. Сущность изобретения заключается в том, что способ уменьшения критического тока перехода наноразмерного сверхпроводника из сверхпроводящего состояния в нормальное заключается во включении участков нормальных сопротивлений в наноразмерный сверхпроводник.

Изобретение относится к способу ионно-плазменного получения наноструктур на поверхности вольфрама. Сначала производят обработку поверхности образца в плазме индукционного высокочастотного разряда в аргоне при импульсном отрицательном напряжении смещения на изделии величиной выше 100 В с частотой до 100 кГц и коэффициентом заполнения до 100%.

Изобретение предназначено для модифицирования металл/углеродных наноструктур, обладающих хорошей совместимостью с полимерными материалами для применения во вспучивающихся огнезащитных покрытиях и других полимерных композициях.

Изобретение относится к нанотехнологии и химической промышленности и может быть использовано при изготовлении полимерных композиционных материалов. Сначала графит обрабатывают раствором персульфата аммония в серной кислоте, не содержащей свободной воды.

Изобретение относится к способам формирования тонких наноструктурных пленок оксида графена на подложках из различных, в том числе, гибких полимерных материалов, и может быть использовано для создания активных элементов сенсоров на основе оксида графена.

Группа изобретений относится к области медицины и предназначена для получения и применения в пищевой, парфюмерной и фармацевтической промышленности композиции, обладающей антимикробным и антитоксическим действием.

Изобретение относится к жидким антикоррозионным составам на водной основе и может использоваться для защиты от коррозии в промышленных и хозяйственных целях, в частности для защиты от коррозии конструкций и деталей из металлов и сплавов на основе железа и алюминия, контактирующих с агрессивными средами.

Изобретение относится к синтезу наночастиц оксидов марганца и аэрогелей оксидов марганца. Способ включает растворение металлорганического прекурсора марганца в сверхкритическом диоксиде углерода в реакторе высокого давления с добавлением в качестве окислителя чистого кислорода.
Наверх