Зондовое анодное окисление Королёв Сергей. Содержание I.Введение. a.Сканирующая зондовая микроскопия. b.Сканирующая зондовая литография. II.Зондовое анодное. - презентация

1 Зондовое анодное окисление Королёв Сергей

2 Содержание I.Введение. a.Сканирующая зондовая микроскопия. b.Сканирующая зондовая литография. II.Зондовое анодное окисление. a.Импульсная методика. b.Первые успехи. c.Окисление металла. Модель Кабрера и Мотта. d.Зондовое анодное окисление кремния. e.Встроенный пространственный заряд. f.Модуляционная методика. III.Заключение.

3 Сканирующий зондовый микроскоп В. Л. Миронов, Основы сканирующей зондовой микроскопии (2004). Исполнительный элемент

4 Сканирующий зондовый микроскоп Сканирующий туннельный микроскоп Атомно-силовой микроскоп В. Л. Миронов, Основы сканирующей зондовой микроскопии (2004).

5 H. M. Saavedra et. al., Hybrid strategies in nanolithography (2010).

6 Импульсная методика зондового анодного окисления J. A. Dagata, Science 270 (1995) 1625.

7 Зондовое анодное окисление. Что лучше: сканирующий туннельный микроскоп или атомно-силовой микроскоп? Сканирующий туннельный микроскоп: Атомно-силовой микроскоп: Один свободный параметр Два свободных параметра Основные успехи зондового анодного окисления связаны с использованием атомно-силового микроскопа.

8 Металлизация иглы атомно- силового микроскопа Si 3 N 4 Ti V

9 Первые успехи использования проводящего зонда атомно- силового микроскопа для окисления поверхности E. S. Snow and P. M. Campbell, Appl. Phys. Lett. 64, 1932 (1994). Si Полоски SiO 2 Полоски SiO 2 служат маской при травлении Si в растворе KOH Незащищённый Si протравился примерно 10 нм

10 «Заострение иглы» Ширина полосок ~ 20 нм Диаметр иглы ~ 80 нм E. S. Snow and P. M. Campbell, Appl. Phys. Lett. 64, 1932 (1994).

11 Сухое травление в плазме E. S. Snow, W. H. Juan, S. W. Pang and P. M. Campbell, Appl. Phys. Lett. 66, 1729 (1995). Si SiO 2 Глубина травления ~ 30 нм.

12 Окисление металла Окисление – это соединение тел с кислородом. Al O2O2 Скорость окисления определяется скоростью химической реакции. Al Скорость окисления определяется скоростью прохождения реагентов через окисел. Al 2 O 3 O2O2

13 Модель Кабрера и Мотта Al Al 2 O 3 O O-O- N. Cabrera and N. F. Mott, Rep. Prog. Phys. 12, 163 (1949).

14 Источник кислорода при зондовом анодном окислении V Si SiO 2

15 Реакция окисления кремния Si SiO 2

16 Скорость окисления Скорость дрейфа ионов N. Cabrera and N. F. Mott, Rep. Prog. Phys. 12, 163 (1949).

17 Скорость окисления кремния: эксперимент P. Avouris, T. Hertel and R. Martel, Appl. Phys. Lett. 71, 285 (1997). n-Si(100) Модель Кабрера и Мотта

18 Сканирующая микроскопия напряжений Максвелла J. A. Dagata, Nanotechnology 8, A3 (1997). Поверхностный потенциал Ёмкость

19 Наблюдение встроенного пространственного заряда J. A. Dagata, T. Inoue, J. Itoh and H. Yokoyama, Appl. Phys. Lett. 73, 271 (1998). p,n-Si(100) Создавались точечные окислы Снимались карты топологии, потенциала, ёмкости

20 Механизм образования встроенного пространственного заряда

21 Модуляционная методика зондового анодного окисления F. Perez-Murano, K. Birkelund, K. Morimoto and J. A. Dagata, Appl. Phys. Lett. 75, 199 (1999).

22 Заключение Зондовое анодное окисление МатериалыМоделиМетодикиПрименения