Физика ионного травления

В основе процесса ионного травления (ИТ) лежит механизм физического распыления материалов. При ИТ удаление поверхностных слоев материалов осуществляется за счет физического распыления энергетическими ионами инертных газов или ионов, химически не реагирующих с обрабатываемым материалом. Проведенные к настоящему времени многочисленные экспериментальные и теоретические исследования доказывают, что основным механизмом взаимодействия между бомбардирующими ионами и атомами материала является процесс передачи импульса, т.е. распыление осуществляется за счет упругих столкновений, приводящих к прямому выбиванию атомов из равновесных состояний. Можно выделить три качественно различных случая: режим первичного выбивания атомов из равновесных положений, режим линейных каскадов и режим тепловых пиков. В режиме первичного выбивания бомбардирующий ион передает энергию атомам материала, которые могут выйти через поверхность (распылиться) или сразу, или после небольшого числа упругих столкновений с приповерхностными атомами, необходимых для поворота вектора импульса. В двух других режимах выбиваемые из равновесных состояний атомы получают энергию, достаточную для выбивания вторичных, третичных и т.д. атомов, часть которых может достичь поверхности материала и преодолеть поверхностный барьер.

 Поскольку ионное травление определяется чисто физическим процессом передачи импульса, скорость травления в первом приближении может быть связана с двумя факторами: плотностью ионного тока на подложку, зависящей от конструкции ионного источника, и количеством удаленных атомов на один падающий ион. Коэффициент распыления – число удаляемых атомов на один падающий ион – зависит прежде всего от энергии и атомной массы иона, энергии сублимации материала, подвергающегося травлению, и угла падения ионного пучка. В соответствии с определением коэффициент распыления К  записывается: 

 

К = Na / Nи ,

Ссылка на основную публикацию
Adblock detector