Статья

Название статьи ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ РЕЖИМОВ ПЛАЗМОХИМИЧЕСКОГО ТРАВЛЕНИЯ ПОВЕРХНОСТИ АРСЕНИДА ГАЛЛИЯ В ПЛАЗМЕ BCL3\AR\SF6
Автор В.С. Климин, А.В. Еськов, Н.Н. Петров
Рубрика РАЗДЕЛ I. НАНОЭЛЕКТРОНИКА
Месяц, год 09, 2015
Индекс УДК 389.159
DOI
Аннотация Рассмотрены проблемы плазмохимического травления структур на основе арсенида галлия. Проанализированы характерные особенности данной технологии, показано, что плазмохимический метод по сравнению с жидкостным травлением является высокая анизотропия процесса и отсутствие необходимости проведения дополнительных операций для удаления с поверхности продуктов реакции и сторонних примесей, содержащихся в исходных реагентах. Для экспериментального исследования взаимодействия GaAs с индуктивно связанной плазмой использовался цилиндрический проточный плазмохимический реактор. Давление смеси плазмообразующих газов составляло 2Па. В качестве экспериментальных образцов были использованы фрагменты пластин GaAs, имеющие поверхность после стандартной жидкостной полировки. Подготовка подложки арсенида галлия заключалась в том, что на поверхности наносился рисунок из защитной маски плазмостойкого фоторезиста. Проведено исследование влияния мощности различных источников плазмы на толщину вытравленного слоя при травлении поверхности арсенида галлия плазмохимическим методом в среде технологических газов BCL3\AR\SF6. Проведен анализ поверхности методом атомно-силовой микроскопии, изучена шероховатость вытравленной поверхности. Показано, что при больших значениях мощности источника индуктивно связанной плазмы толщина вытравленного слоя увеличивается, что связанно с большим количеством частиц, отвечающих за образование летучих соединений с продуктами реакций реактивноионного травления. Также было показано, что скорость травления арсенида галлия с течением времени при увеличении мощности, а соответственно и напряжения смещения возрастает. Было установлено, что при увеличении мощности источника индуктивно связанной плазмы шероховатость остается относительно постоянной, а при изменениях мощности источника емкостной плазмы увеличивается средняя квадратичная шероховатость вытравленной поверхности.

Скачать в PDF

Ключевые слова Нанотехнологии; наноструктуры; наноматериалы; арсенид галлия; плазмохимическое травление; планарные технологии; атомно-силовая микроскопия
Библиографический список 1. White А.М., Portecus P., Sherman W.F., Stadtmuller A.A. Photoca-pacitance. Measurements on Deep levels in GaAs under Hydrostatic Pressure // Solid State Phys. – 1987. – Vol. 10, No. 17. – P. 1473-1476.
2. Mircea A., Mitonnean A.A. Study of Electron Trap in Vapour Phase Epitaxial GaAs // J. Appl. Phys. – 1999. – Vol. 85, No. 2. – P. 234-247.
3. Берман А.С., Данильченко В.Г., Корольков В.И., Солдатенков Ф.Ю. Глубокоуровневые центры в нелегированных слоях p-GaAs, выращенных методом жидкофазной эпитаксии // ФТП. – 2000. – Т. 34. – Вып. 5. – С. 558-561.
4. Sakurai-Hiromi, Yamanaka Zusao, Yoshida Kohichi, Ohshima Naoto, Suzuki Katsuo. Ultrasonic. Attenuation in p-type GaSb // G. Appl Phys. – 1984. – Vol. 56, No. 6. – P. 1613-1616.
5. Mitrokhin V.I., Rembeza S.I., Sviridov V.V., Yaroslavtsev N.P. Acoustic Probing of Deep Centers in Ш-V semiconductors // Phys. Status Sol. (a). – 1990. – Vol. 119, No. 2. – P. 535-544.
6. Lagouski G, Jatos H.C., Parsey G.M., Wada K., Kaminska M., Walukiewicz W. Origin of the 0.82 eV Electron Trap in GaAs and its Annihilation by Shallow Donors // Appl. Phys. Letts. – 1982. – Vol. 40, No. 4. – P. 342-344.
7. Aronov D.A., Mamatkulov V.V. The Capacitance and Characteristics Relaxation Times it Carrier Exclussion in Compensated Semiconductors with Deep Traps and Non-Injecting Contacts // Phys. Stat. Sol. – 1984. – A. 81, No. 1. – Р. 85-89.
8. Агеев О.А., Варзарев Ю.Н., Солодовник М.С., Рукомойкин А.В. Получение и исследование HEMT-структур на основе GaAs для СВЧ-полевых транзисторов на нанотехнологическом комплексе НАНОФАБ НТК-9 // Известия ЮФУ. Технические науки. – 2011. – № 4 (117). – С. 13-21.
9. Агеев О.А., Коноплев Б.Г., Рубашкина М.В., Рукомойкин А.В., Смирнов В.А., Солодовник М.С. Исследование влияния геометрических параметров на модуль Юнга ориентированных нитевидных нанокристаллов GaAs-методом атомно-силовой микроскопии // Российские нанотехнологии. – 2013. – Т. 8, № 1-2. – С. 20-25.
10. Агеев О.А., Смирнов В.А., Солодовник М.С., Авилов В.И. Исследование режимов локального анодного окисления эпитаксиальных структур арсенида галлия // Известия ЮФУ. Технические науки. – 2011. – № 4 (117). – С. 8-13.
11. Joyce B.A., Vvedensky D.D., Bell G.R., Belk J.G., Itoh M., Jones T.S. Nucleation and growth mechanisms during MBE of III-V compounds // Mat. Sci. Eng. B. – 1999. – Vol. 67. – P. 7-16.
12. LaBella V.P., Bullock D.W., Ding Z., Emery C., Harter W.G., Thibado P.M. Monte Carlo derived diffusion parameters for Ga on the GaAs(001)-(2Ч4) surface: A molecular beam epitaxy–scanning tunneling microscopy study // J. Vac. Sci. Tech. A. – 2000. – Vol. 18, No. 4. – P. 1526-1531.
13. Леденцов Н.Н., Устинов В.М., Щукин В.А., Копьев П.С., Алфёров Ж.И., Бимберг Д. Гетероструктуры с квантовыми точками: получение, свойства, лазеры // Физика и техника полупроводников. – 1998. – Т. 32, № 4. – C. 385-410.
14. Ohtake A., Ozeki M. In situ observation of surface processes in InAs/GaAs(001) heteroepitaxy: The role of As on the growth mode // Appl. Phys. Lett. – 2001. – Vol. 78. – P. 431.
15. Riel B.J., Hinzer K., Moisa S., Fraser J., Finnie P., Piercy P., Fafard S., Wasilewski Z.R. InAs/GaAs(100) self-assembled quantum dots: arsenic pressure and capping effects // J. Cryst. Growth. – 2002. – Vol. 236. – P. 145-154.
16. Morgan C.G., Kratzer P., Scheffler M. Arsenic Dimer Dynamics during MBE Growth: Theoretical Evidence for a Novel Chemisorption State of As2 Molecules on GaAs Surfaces // Phys. Rev. Lett. – 1999. – Vol. 82, No. 24. – P. 4886-4889.
17. Shchukin V., Scholl E., Kratzer P. Thermodynamics and Kinetics of Quantum Dot Growth // Semiconductor Nanostructures / ed. Bimberg D. – Berlin: Springer Berlin Heidelberg, 2008.
18. Daweritz L., Ploog K. Contribution of reflection high-energy electron diffraction to nanometre tailoring of surfaces and interfaces by molecular beam epitaxy // Semicond. Sci. Tech. – 1994. – Vol. 9, No. 2. – P. 123-136.
19. Frenkel J. Theorie der Adsorption und verwandter Ersheinungen // Zeitschrift fьr Physik. – 1924. – Vol. 26, No. 1. – P. 117-138.
20. Nakamura S. High-power GaN p-n junction blue-light-emitting diodes // Annu. Rev. Mater. Sci. – 1998. – Vol. 28. – P. 125-152.
21. Агеев О.А., Коломийцев А.С., Михайличенко А.В., Смирнов В.А., Пташник В.В., Солодовник М.С., Федотов А.А., Замбург Е.Г., Климин В.С., Ильин О.И., Громов А.Л., Рукомойкин А.В. Получениe наноразмерных структур на основе нанотехнологического комплекса НАНОФАБ НТК-9 // Известия ЮФУ. Технические науки. – 2011. – № 1 (114). – С. 109-116.
22. Рукомойкин А.В., Солодовник М.С. Формирование и исследование арсенид-галлиевых наноструктур на нанотехнологическом комплексе НАНОФАБ НТК-9 // Известия ЮФУ. Технические науки. – 2011. – № 4 (117). – С. 237-238.
23. Электронный ресурс: http://www.semiteq.ru.

Comments are closed.