ОСОБЕННОСТИ ИОННО–ЭЛЕКТРОННОЙ ЭМИССИИ С ПОВЕРХНОСТИ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ МАТЕРИАЛОВ В ПРОЦЕССЕ РЕАКТИВНОГО ИОННО–ЛУЧЕВОГО ТРАВЛЕНИЯ

Рассмотрены существующие методы диагностики поверхности твердых тел при ионно−плазменных процессах. Установлено, что наиболее эффективным методом оценки состояния поверхности, определения перехода процесса травления от одного слоя к другому и окончания процесса травления является регистрация ионно−электронной эмиссии в процессе ионно−лучевого травления. Представлены результаты исследований значения тока вторичных электронов при ионно−лучевом травлении различных полупроводников. Приведена электрическая схема эксперимента, описан узел регистрации вторичных электронов. Экспериментально определены зависимости тока вторичных электронов от ширины запрещенной зоны Eg и высоты потенциального барьера (сродства к электрону) χ полупроводниковых материалов Ge, Si, GaAs, GaP, SiC. Четко выраженной зависимости интегрального сигнала ионно−электронной эмиссии от Eg и χ не установлено. Показано, что в условиях ионно−лучевого травления под влиянием поверхностного потенциала происходит проникновение электрического поля в объем полупроводника, что приводит к смещению уровней энергии электронов в приповерхностном слое 

и изменению значения тока вторичных электронов за счет возникновения автоэлектронной эмиссии. Установлено, что сигнал ионно−электронной эмиссии для кремния n−типа проводимости выше, чем для кремния p−типа. Представлена модель ионно−электронной эмиссии с поверхности полупроводников в условиях ионно−лучевого травления, состоящая из: эмиссии с участием электронов зоны проводимости, эмиссии за счет прямого перехода электронов системы ион — атом, автоэлектронной эмиссии под влиянием поверхностного потенциала. 

1. Киреев, В. Ю. Введение в технологии микроэлектроники и нанотехнологии / В. Ю. Киреев. − М. : ФГУП «ЦНИИХМ», 2008. – 428 с.

2. Броудай, И. Физические основы микротехнологии / И. Броудай, Дж. Мерей − М. : Мир, 1985. − 496 с.

3. Ковалев,А.Н.Современныенаправленияипроблемысоздания полевых транзисторов на AlGa N/GaN−гетероструктурах / А. Н. Ковалев // Изв. вузов. Материалы электрон. техники. − 2002. − No 2. − С. 4—15.

4. Орликовский, А. А. Диагностика in situ плазменных технологических процессов микроэлектроники: современное состояние и ближайшие перспективы / А. А. Орликовский // Микроэлектроника. − 2001. − Т. 30. − No 5. − С. 323—344.

5. Коронкевич,В.П.Современныелазерныеинтерферометры / В. П. Коронкевич, В. А. Ханов. − М. : Наука, 1985. − 180 с.

6. Митрофанов, Е. А. Масс−спектрометрические методы контроля технологических процессов травления и формирования пленок / Е. А. Митрофанов, Ю. П. Макшев // Вакуумная техника и технология. − 1992. − Т. 11. − No 4. − С. 59—68.

7. Дудин, С. В. Диагностика плазменных технологических схем: методическое пособие по курсу С. В. Дудин, А. В. Зыков, В. И. Фареник. − Харьков : Харьковский нац. ун−т им. В. Н. Казина, 2009. − 32 с.

8. Курочка, А. С. Особенности электронной эмиссии для контроля процесса реактивного ионно−лучевого травления пленочных гетерокомпозиций: дисс. ... канд. тех. наук / А. С. Курочка − М., 2013. − 149 с.

9. Петров,Н.Н.Эмиссионныепроцессыприионнойбомбардировке твердых тел / Н. Н. Петров // XXII конф. по эмиссионной электронике. – М., 1994. – Т. 1. – С. 9.

10. Сергиенко, А. А. Особенности кинетической ионно− электронной эмиссии с поверхности металлических и полупроводниковых пленочных материалов в процессе ионно−лучевого травления: дисс. ... канд. техн. наук. / А. А. Сергиенко − М. : МИСиС, 2006. − 144 c.

11. Симакин, С. Б. Неразрушающий контроль процесса ионно−лучевого травления наноразмерных гетероструктур / С. Б. Симакин, А. А. Сергиенко, Г. Д. Кузнецов, А. С. Курочка, С. П. Курочка, Ю. А. Ходос, Н. А. Харламов, М. А. Пушкарев // Заводская лаборатория. − 2011. − Т. 77. − No 3. − С. 28—34.

12. Гольдберг, Ю. А. Омический контакт металл—полупроводник АIIIBV: методы создания и свойства / Ю. А. Гольдберг // ФТП. − 1994. − Т. 28, вып. 10. − С. 1681—1698.

13. Киселев,В.Ф.Основыфизикиповерхноститвердоготела / Киселев В. Ф., Козлов С. Н., Затеев А. В. − М. : МГУ, 1999. − 284 c. 14. Добрецов, Л. Н. Эмиссионная электроника / Л. Н. Добрецов, М. В. Гомоюнова − М. : Наука, 1996. − 564 c.