МИКРОСТРУКТУРИРОВАНИЕ МОНОКРИСТАЛЛОВ КРЕМНИЯ ВОЛОКОННЫМ ЛАЗЕРОМ В РЕЖИМЕ ВЫСОКОСКОРОСТНОГО СКАНИРОВАНИЯ
Аннотация:
Предмет исследования. Исследована структура поверхности пластины монокристаллического кремния (подложки) с термически выращенным на поверхности диоксидом кремния (системы SiO2/Si) после облучения импульсным иттербиевым волоконным лазером типа ИЛИ-1-20. Основными требованиями к режимам облучения системы являлись сохранение целостности пленки диоксида кремния в процессе микроструктурирования и отсутствие взаимовлияния близлежащих облученных областей подложки. Метод. Исследования проведены на пластинах монокристаллического кремния КЭФ-4,5, ориентированных в кристаллографической плоскости (111) с исходным (естественным) диоксидом кремния (SiO2), толщиной порядка 4 нм, и SiO2, толщиной 40 нм и 150 нм, выращенном методом термического окисления во влажном кислороде. Исследованы также пластины КДБ-10, ориентированные в плоскости (100), с толщиной термического окисла 500 нм. Облучение системы SiO2/Si производилось с помощью лазерного комплекса, на основе импульсного иттербиевого волоконного лазера ИЛИ-1-20. Номинальная выходная мощность лазера составляет 20 Вт, а длина волны лазерного излучения составила λ=1062 нм. Облучение производилось сфокусированным пучком, диаметр пятна 25 мкм, с частотой следования импульсов 99 кГц. Облучение образцов с толщиной SiO2 150 нм и 40 нм производилось при плотности мощности 1,2·102 Вт/см2 , а образцов с толщиной SiO2 500 нм – при плотности мощности 2,0·102 Вт/см2 . Сканирование проводилось с помощью двухосевого сканатора на базе приводов VM2500+ с управлением через персональный компьютер с программным комплексом «SinMarkТМ». Использовалась только одна линия сканирования при максимальной скорости перемещения луча 8750 мм/с. Контроль морфологии облученных образцов проводился на оптическом микроскопе ZeissA1M с высоко разрешающей ПЗС-матрицей. Для структурных измерений использовался сканирующий зондовый микроскоп Nanoedicator компании NT-MDT. Основные результаты. Показано, что при однократном воздействии высокочастотного импульсного лазерного излучения на систему SiO2/Si при сохранении целостности пленки SiO2 на поверхности кремния происходит образование однотипных симметричных микроструктур. Высказывается предположение, что причина их появления – реконструкция поверхности кремния, возникающая в процессе рекристаллизации поверхностного расплава кремния в облученной области подложки. Морфология этих микроструктур обусловлена действием ряда факторов: кристаллографическая ориентация пластины, исходная (перед термическим окислением) реконструкция поверхности пластины, упругие механические напряжения системы SiO2/Si, лазерное воздействие (термическое, корпускулярное, волновое). Установлены режимы облучения, при которых наблюдаются данные структуры. Практическая значимость. Впервые при микроструктурировании системы SiO2/Si волоконным лазером в режиме высокоскоростного сканирования получены изображения фигур, по которым можно косвенно судить о реконструкции атомов на поверхности кремниевой подложки, которую имела подложка перед термическим окислением. Четко выраженная локализация энергии лазерного излучения при выбранных режимах облучения позволяет утверждать о возможности выявления и контроля структурных дефектов элементов полупроводниковых электронных устройств.
Ключевые слова:
Постоянный URL
Статьи в номере
- АВТОМАТИЧЕСКОЕ РАСПОЗНАВАНИЕ РЕЧИ – ОСНОВНЫЕ ЭТАПЫ ЗА 50 ЛЕТ
- ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ И ФОТОМАГНИТНЫЙ ОТКЛИК ПЛЕНОК ОКСИДА ИНДИЯ-ОЛОВА
- ВОЗМОЖНОСТИ СЕНСОРНОЙ СИСТЕМЫ НА ОСНОВЕ РАМАНОВСКОГО МЕТОДА ДЛЯ ОНЛАЙН-АНАЛИЗА ВДОХА–ВЫДОХА ЧЕЛОВЕКА
- АНАЛИЗ ОБРАЗОВАНИЯ ПЕРИОДИЧЕСКИХ НАНОСТРУКТУР НА ПОВЕРХНОСТИ ЗОЛОТА ПРИ ВОЗДЕЙСТВИИ ЛАЗЕРНЫХ УЛЬТРАКОРОТКИХ ИМПУЛЬСОВ ВБЛИЗИ ПОРОГА ПЛАВЛЕНИЯ
- ОПТИМИЗАЦИЯ РАБОЧИХ ХАРАКТЕРИСТИК ТВЕРДОТЕЛЬНОГО ЛАЗЕРА С ДИОДНОЙ НАКАЧКОЙ ДЛЯ КОСМИЧЕСКИХ ПРИМЕНЕНИЙ
- ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ СРАВНЕНИЕ АЛГОРИТМОВ ГОМОДИННОЙ ДЕМОДУЛЯЦИИ СИГНАЛОВ ДЛЯ ФАЗОВОГО ВОЛОКОННО-ОПТИЧЕСКОГО ДАТЧИКА
- ИССЛЕДОВАНИЕ ХАРАКТЕРИСТИК НАПРАВЛЕННОСТИ СДВОЕННОГО ВОЛОКОННО-ОПТИЧЕСКОГО ГИДРОФОНА
- СУБДЖОУЛЬНЫЙ ЛАЗЕР НА ИТТЕРБИЙ-ЭРБИЕВОМ СТЕКЛЕ С ДИОДНОЙ НАКАЧКОЙ И МОДУЛЯЦИЕЙ ПОЛЕЗНЫХ ПОТЕРЬ РЕЗОНАТОРА ДЛЯ ЭКСТРАКЦИИ КАТАРАКТЫ
- АВТОМАТИЗАЦИЯ ЦЕНТРИРОВКИ ЛИНЗ ПРИ ВКЛЕЙКЕ В ОПРАВЫ
- ФОРМИРОВАНИЕ КОРРЕЛЯЦИОННЫХ ФУНКЦИЙ ЛИНЕЙНЫХ НЕПРЕРЫВНЫХ СИСТЕМ НА ОСНОВЕ ИХ ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ МАТРИЦ
- УПРАВЛЕНИЕ КВАДРОКОПТЕРОМ С КОМПЕНСАЦИЕЙ ВЕТРОВЫХ ВОЗМУЩЕНИЙ
- ХИРАЛЬНОЕ РАСПОЗНАВАНИЕ МОЛЕКУЛ ЦИСТЕИНА КВАНТОВЫМИ ТОЧКАМИ CdSe и CdS
- ОПРЕДЕЛЕНИЕ ДАВЛЕНИЯ НАСЫЩЕННОГО ПАРА НИЗКОЛЕТУЧИХ ВЕЩЕСТВ НА ОСНОВЕ ИЗУЧЕНИЯ СКОРОСТИ ИСПАРЕНИЯ МЕТОДОМ ТЕРМОГРАВИМЕТРИЧЕСКОГО АНАЛИЗА
- ИССЛЕДОВАНИЕ АКТУАЛЬНЫХ СПОСОБОВ ПУБЛИКАЦИИ ОТКРЫТЫХ НАУЧНЫХ ДАННЫХ В СЕТИ
- ОЦЕНКА ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ SD-КАРТ НА ОСНОВЕ ТЕХНОЛОГИИ «СИСТЕМА НА КРИСТАЛЛЕ»
- МОДЕЛИ ДИНАМИЧЕСКОЙ МИГРАЦИИ С ИТЕРАТИВНЫМ ПОДХОДОМ И СЕТЕВОЙ МИГРАЦИИ ВИРТУАЛЬНЫХ МАШИН
- ПРЕДМЕТНО-ОРИЕНТИРОВАННОЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕ И РЕАЛИЗАЦИЯ ИНФОРМАЦИОННЫХ СИСТЕМ ДЛЯ ПРЕДМЕТНЫХ ОБЛАСТЕЙ МАССОВОГО ОБСЛУЖИВАНИЯ КЛИЕНТОВ
- РЕАЛИЗАЦИЯ КОНТРОЛЯ ЦЕЛОСТНОСТИ ОБРАЗА ОПЕРАЦИОННОЙ СИСТЕМЫ, ЗАГРУЖАЕМОГО ПО СЕТИ НА ТОНКИЙ КЛИЕНТ
- МЕТОД И АБСТРАКТНАЯ МОДЕЛЬ КОНТРОЛЯ И РАЗГРАНИЧЕНИЯ ПРАВ ДОСТУПА ПЕРЕНАПРАВЛЕНИЕМ (ПЕРЕАДРЕСАЦИЕЙ) ЗАПРОСОВ
- ИССЛЕДОВАНИЕ И РАЗРАБОТКА ПОДХОДА К ПОСТРОЕНИЮ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОГО МОБИЛЬНОГО СЕРВИСА ДЛЯ АВТОМАТИЗИРОВАННОЙ ПОДДЕРЖКИ ВОДИТЕЛЯ ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА
- РАЗГРУЗКА СЕТЕЙ LTE ЧЕРЕЗ СЕТИ Wi-Fi
- СПОСОБ ОБУЧАЮЩИХ ПРИМЕРОВ В РЕШЕНИИ ОБРАТНЫХ НЕКОРРЕКТНЫХ ЗАДАЧ СПЕКТРОСКОПИИ
- ПРОИЗВОЛЬНОЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ ПЛОСКИХ СВЕРХЗВУКОВЫХ ПОТОКОВ
- МЕТОД АНАЛИЗА ЛОГИЧЕСКИХ УСЛОВИЙ ДЛЯ ДЕШИФРАЦИИ РЕЗУЛЬТАТОВ ДИАГНОСТИЧЕСКОГО ТЕСТА УРОВНЯ ОСВОЕНИЯ ЭЛЕМЕНТОВ КОМПЕТЕНЦИЙ
- ПОЛУЧЕНИЕ НАНОЧАСТИЦ СОКРИСТАЛЛА 2.6-ДИАМИНОПИРИДИН-4-НИТРОФЕНОЛ (26DAP4N) МЕТОДОМ ЛАЗЕРНОЙ АБЛЯЦИИ