WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

загрузка...
   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 | 2 ||

Развязка камеры СЗМ обеспечивается двумя сильфонами (рис. 5). Акустическая изоляция камеры обеспечивается звукозащитным кожухом.

Результаты экспериментального исследования характеристик сверхвысоковакуумного СЗМ приводятся в разделе 3.4 третьей главы диссертации. Для исследования шумовых характеристик разработанного СЗМ измерялся шум сигнала HEIGHT (рельеф образца) в полосе 10-1000 Гц.

Измеренное значение шума в полосе 10-1000 Гц СЗМ составило 0.035 нм (при отключенной системе поддержания XY-положения зонда по датчикам сканера).

Четвертая глава работы посвящена разработке сверхвысоковакуумного XYZ координатного стола, а также апробации возможности совместного использования разработанного СЗМ с системами, реализующими другие методы нанотехнологий.

Устройство, обеспечивающее прецизионное взаимное позиционирование образца и зонда, является одним из ключевых элементов любого зондового микроскопа. Известные координатные столы, которые могут быть использованы в сверхвысоковакуумных условиях, используют в качестве привода шаговые двигатели либо ультразвуковые пьезодвигатели. В работе обосновано, что ни то, ни другое решение не является в нашем случае оптимальным. Для разработанного координатного стола используются инерциальные пьезоэлектрические двигатели. Обеспечение субмикронной точности позиционирования координатного стола требует применения датчиков положения. Стол оснащен оптическими муаровыми датчиками производства Renishaw, которые позволяют измерять изменение взаимного положения каретки и основания с дискретностью 10 нм в диапазоне перемещений до 1 м.

Дрейфовые характеристики стола, их зависимость от пройденного при выполнении операции позиционирования расстояния подробно исследованы в работе. Установлено, что характер дрейфовых смещений по направлениям XY и Z аналогичен; величина установившихся дрейфов стола не превосходит 1 нм/мин для направлений XY и 0.5 нм/мин для направления Z. Максимальная скорость перемещения стола по XY составляет 5 мм/с, по Z – 1 мм/с. Точность позиционирования стола составляет 0.3 мкм (по X, Y и Z).

Примером использования разработанного сверхвысоковакуумного СЗМ совместно с базовыми методами нанотехнологий является его применение в составе нанотехнологических комплексов (НТК), в частности, в качестве модуля сканирующей зондовой микроскопии кластеров нанолокальных технологий НТК Нанофаб 100 (рис. 9).

Рис. 9. Разработанный сверхвысоковакуумный СЗМ в составе нанотехнологического комплекса НТК-Особенностью кластера является проведение процессов с применением фокусированных ионных пучков (ФИП) и методов зондовой микроскопии в условиях сверхвысокого вакуума (~10-10 Торр), что обеспечивает предельную чистоту поверхности формируемых и исследуемых структур. Существенной отличительной чертой таких нанотехнологических комплексов является возможность совмещения рабочих областей при осуществлении различных локальных операций, то есть возможность последовательного применения различных локальных операций к каждому конкретному нанообъекту, имеющемуся на пластине.

Поиск результатов операций, проведенных в одном из модулей НТК производится по знакам совмещения. Если на исследуемом образце нет знаков совмещения или объектов, которые могут быть использованы в их качестве, знаки совмещения могут быть выполнены с помощью фокусированного ионного пучка.

ФИП-изображение такого знака совмещения приведено на рис. 10. На рис. 11 представлено СЗМ-изображение знака совмещения. На рис. представлено ФИП-изображение другой вытравленной структуры. На рис. приведено соответствующее СЗМ-изображение.

Рис. 10. ФИП-изображение Рис. 11. СЗМ-изображение знака совмещения.

вытравленного знака совмещения.

Область сканирования 8080 мкм.

Рис. 12. ФИП-изображение Рис. 13. СЗМ-изображение вытравленной вытравленной структуры.

структуры. Область сканирования 55 мкм, максимальная глубина структуры 120 нм.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ Основные результаты работы могут быть сформулированы следующим образом:

1. Впервые предложен зондовый датчик со встроенным конденсатором для сканирующей емкостной микроскопии.

2. Предложен м етод компенсации паразитной емкости для реализации методики сканирующей емкостной микроскопии, применение которого позволяет исследовать пространственные распределения концентраций носителей в полупроводниках в диапазоне от 1015 до 1020 см-3 в том числе на большеразмерных образцах с развитым рельефом. Уровень шумов по емкости при этом существенно меньше, чем при использовании известных подходов. Создано и поставлено в серийное производство ЗАО «Нанотехнология МДТ» устройство AU030, реализующее данную методику на сканирующих зондовых микроскопах «Интегра» и «Солвер».

3. Предложен метод оптимизации угловой апертуры лазерной системы датчика изгибов атомно-силового микроскопа. Показано, что применение метода позволяет при прочих равных условиях п онизить шумы датчика с 0.04-0.05 нм до 0.02 нм в полосе 10-1000 Гц.

4. Впервые разработан свервысоковакуумный сканирующий зондовый микроскоп, позволяющий исследовать свойства и осуществлять модификацию поверхности пластины диаметром до 100 мм в любой ее области в условиях сверхвысокого вакуума (при давлениях ~ 10-10 Торр). Разработанный микроскоп используется в составе нанотехнологических комплексов Нанофаб 100.

5. Разработан сверхвысоковакуумный XYZ координатный стол, позволяющий осуществлять позиционирование пластин диаметром вплоть до 100 мм с абсолютной точностью позиционирования 0.3 мкм.

Показана возможность с использованием разработанного координатного стола исследовать с помощью сверхвысоковакуумного сканирующего зондового микроскопа структуры, полученные с применением методов фокусированных ионных пучков.

В целом, разработан сверхвысоковакуумный сканирующий зондовый микроскоп, совместимый с базовыми методами нанотехнологий.

ПУБЛИКАЦИИ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ Материалы диссертации опубликованы в следующих работах:

1. Поляков В.В. Контактная сканирующая емкостная микроскопия большеразмерных образцов // Научное приборостроение – 2009 – 3(19) – с. 62-66.

2. Поляков В.В. Метод компенсации паразитной емкости в сканирующей емкостной микроскопии // Нано- и микросистемная техника – 2009 – 9 – c. 6-10.

3. Поляков В.В. Оптимизация угловой апертуры лазерной системы датчика изгибов кантилевера атомно-силового микроскопа // Известия высших учебных заведений. Электроника – 2009 – 4(78) – с. 87-89.

4. Быков В.А., Быков А.В., Мягков И.В., Трегубов Г.А., Поляков В.В. Зонд для сканирующей емкостной микроскопии // Патент РФ № 2289862 – приоритет от 23.12.2004 – Опубл. 20.12.2006 Бюл. № 35.

5. Bykov V., Polyakov V., Kotov V., Bykov A., Shubin A. NT-MDT for innovations instruments engineering // Proceedings of ISMTII-2009, СанктПетербург – 2009 – Т. 1 – с. 1-077 – 1-081.

6. Атепалихин В.В., Быков В.А., Быков А.В., Поляков В.В.

Нанотехнологические комплексы и их применение в наноэлектронике // Материалы XI Международного симпозиума «Нанофизика и наноэлектроника», Нижний Новгород – 2007 – Т. 2 – с. 505-506.

7. Polyakov V.V., Myagkov I.V., Tregubov G.A., Bykov An.V. Compensation Technique in Scanning Capacitance Microscopy // Тезисы докладов международной конференции «Микро- и наноэлектроника», Звенигород, Москва – 2005 – с. О3-16.

Кроме того, подана заявка на патент:

Быков А.В., Поляков В.В., Атепалихин В.В. Однокоординатный блок вертикального перемещения // Заявка на патент РФ № 2009124110.

Pages:     | 1 | 2 ||






© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»