Зондовое анодное окисление
DESCRIPTION
Зондовое анодное окисление. Королёв Сергей. Содержание. Введение. Сканирующая зондовая микроскопия. Сканирующая зондовая литография. Зондовое анодное окисление. Импульсная методика. Первые успехи. Окисление металла. Модель Кабрера и Мотта. Зондовое анодное окисление кремния. - PowerPoint PPT PresentationTRANSCRIPT
![Page 1: Зондовое анодное окисление](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022062321/56813c1b550346895da592b3/html5/thumbnails/1.jpg)
Зондовое анодное окисление
Королёв Сергей
![Page 2: Зондовое анодное окисление](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022062321/56813c1b550346895da592b3/html5/thumbnails/2.jpg)
СодержаниеI. 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.
![Page 3: Зондовое анодное окисление](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022062321/56813c1b550346895da592b3/html5/thumbnails/3.jpg)
Сканирующий зондовый микроскоп
В. Л. Миронов, Основы сканирующей зондовой микроскопии (2004).
Исполнительный элемент
![Page 4: Зондовое анодное окисление](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022062321/56813c1b550346895da592b3/html5/thumbnails/4.jpg)
Сканирующий зондовый микроскоп
Сканирующий туннельный микроскоп
Атомно-силовой микроскоп
В. Л. Миронов, Основы сканирующей зондовой микроскопии (2004).
![Page 5: Зондовое анодное окисление](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022062321/56813c1b550346895da592b3/html5/thumbnails/5.jpg)
H.
M.
Saa
vedr
a et
. al
., H
ybrid
str
ateg
ies
in n
anol
ithog
raph
y (2
010)
.
![Page 6: Зондовое анодное окисление](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022062321/56813c1b550346895da592b3/html5/thumbnails/6.jpg)
Импульсная методика зондового анодного окисления
J. A. Dagata, Science 270 (1995) 1625.
![Page 7: Зондовое анодное окисление](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022062321/56813c1b550346895da592b3/html5/thumbnails/7.jpg)
Зондовое анодное окисление. Что лучше: сканирующий туннельный микроскоп или
атомно-силовой микроскоп?
tI 0Z
F
Сканирующий туннельный микроскоп:
Атомно-силовой микроскоп:
zF 0Z
U F
Один свободный параметр
Два свободных параметра
Основные успехи зондового анодного окисления связаны с использованием атомно-силового микроскопа.
![Page 8: Зондовое анодное окисление](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022062321/56813c1b550346895da592b3/html5/thumbnails/8.jpg)
Металлизация иглы атомно-силового микроскопа
Si3N4
Ti
V
![Page 9: Зондовое анодное окисление](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022062321/56813c1b550346895da592b3/html5/thumbnails/9.jpg)
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 SiO2
Полоски SiO2 служат маской при травлении Si в растворе KOH
Незащищённый Si протравился примерно 10 нм
![Page 10: Зондовое анодное окисление](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022062321/56813c1b550346895da592b3/html5/thumbnails/10.jpg)
«Заострение иглы»
Ширина полосок ~ 20 нм
Диаметр иглы ~ 80 нм
E. S. Snow and P. M. Campbell, Appl. Phys. Lett. 64, 1932 (1994).
![Page 11: Зондовое анодное окисление](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022062321/56813c1b550346895da592b3/html5/thumbnails/11.jpg)
Сухое травление в плазме
E. S. Snow, W. H. Juan, S. W. Pang and P. M. Campbell, Appl. Phys. Lett. 66, 1729 (1995).
Si
SiO2
Глубина травления ~ 30 нм.
![Page 12: Зондовое анодное окисление](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022062321/56813c1b550346895da592b3/html5/thumbnails/12.jpg)
Окисление металлаОкисление – это соединение тел с кислородом.
00 t
01 tt
Al
O2
Скорость окисления определяется скоростью химической реакции.
Al
Скорость окисления определяется скоростью прохождения реагентов через окисел.
Al2O3
O2
![Page 13: Зондовое анодное окисление](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022062321/56813c1b550346895da592b3/html5/thumbnails/13.jpg)
Модель Кабрера и Мотта
Al
Al2O3
OO-
N. Cabrera and N. F. Mott, Rep. Prog. Phys. 12, 163 (1949).
![Page 14: Зондовое анодное окисление](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022062321/56813c1b550346895da592b3/html5/thumbnails/14.jpg)
Источник кислорода при зондовом анодном окислении
V
Si
SiO2
HOHOH 2
HHO
hO
OhO 222
![Page 15: Зондовое анодное окисление](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022062321/56813c1b550346895da592b3/html5/thumbnails/15.jpg)
Реакция окисления кремния
Si
SiO2
HOO
HSiOOHhSi 224 2222 SiOOhSi
![Page 16: Зондовое анодное окисление](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022062321/56813c1b550346895da592b3/html5/thumbnails/16.jpg)
Скорость окисления smVF 810
Скорость дрейфа ионов Fu
N. Cabrera and N. F. Mott, Rep. Prog. Phys. 12, 163 (1949).
kTFaqkTWNdt
dX expexp
UWW i X
VF
XXdt
dX1exp
![Page 17: Зондовое анодное окисление](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022062321/56813c1b550346895da592b3/html5/thumbnails/17.jpg)
Скорость окисления кремния: эксперимент
P. Avouris, T. Hertel and R. Martel, Appl. Phys. Lett. 71, 285 (1997).
n-Si(100)Модель Кабрера и Мотта
XXdt
dX1exp
![Page 18: Зондовое анодное окисление](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022062321/56813c1b550346895da592b3/html5/thumbnails/18.jpg)
Сканирующая микроскопия напряжений Максвелла
J. A. Dagata, Nanotechnology 8, A3 (1997).
F Поверхностный потенциал
2F Ёмкость
![Page 19: Зондовое анодное окисление](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022062321/56813c1b550346895da592b3/html5/thumbnails/19.jpg)
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
![Page 20: Зондовое анодное окисление](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022062321/56813c1b550346895da592b3/html5/thumbnails/20.jpg)
Механизм образования встроенного пространственного заряда
HO
HSiOOHhSi 224 2
2SiO
H
OHOHH 2
OH 2
hHSi
OHSiOHhHSi 32
Si
OH3
![Page 21: Зондовое анодное окисление](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022062321/56813c1b550346895da592b3/html5/thumbnails/21.jpg)
Модуляционная методика зондового анодного окисления
F. Perez-Murano, K. Birkelund, K. Morimoto and J. A. Dagata, Appl. Phys. Lett. 75, 199 (1999).
![Page 22: Зондовое анодное окисление](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022062321/56813c1b550346895da592b3/html5/thumbnails/22.jpg)
Заключение