Неразрушающие методы контроля параметров полупроводниковых материалов и структур. Смирнов В.И. - 34 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

УлГТУ | Ульяновск

Составители: 

Рубрика: 

34
тограммы распределения микрочастиц по размерам, форме и ориентации;
- реконструировать объемные изображения микрорельефа и строить
профилограммы сечений по стереомикрофотографиям и т. д.
3.3. Сканирующая зондовая микроскопия нанометрового разрешения
3.3.1. Сканирующая туннельная микроскопия
Сканирующий туннельный микроскоп (СТМ) был изобретен в
1981 г. сотрудниками швейцарского филиала фирмы IВМ Г. Биннигом и
X. Рорером, за что в 1986 г. они получили Нобелевскую премию по физи-
ке. В настоящее время СТМ стал одним из важнейших и популярных инст-
рументов исследования поверхности твердых тел с атомарным разрешени-
ем. Возможности СТМ
позволяют использовать их для решения ряда за-
дач в наноэлектронике в качестве инструмента, позволяющего перемещать
отдельные атомы по поверхности, создавая на ней нужные нанообъекты.
Конструкция СТМ относительно проста, однако разработка микро-
скопа потребовала решения ряда сложных технических проблем, в частно-
сти, изготовления зондов с радиусом закругления менее 1 нм; устранения
механических
вибраций, приводящих к столкновениям зонда с поверхно-
стью объекта; обеспечения перемещения зонда относительно объекта по
трем координатам с высокой точностью и т. д.
Принцип действия СТМ иллюстрирует рис. 3.5. Металлический зонд,
закрепленный в трехкоординатном пьезоманипуляторе, располагается пер-
пендикулярно поверхности объекта. Обычно зонды изготавливается из
вольфрама, молибдена или сплава платины (80%) и иридия (20%
). Радиус
острия зонда может достигать величины порядка 0,2 нм, т. е. на кончике
зонда находится по существу один атом. Технология изготовления зондов
достаточно сложна и включает в себя шлифовку, полировку, электрохими-
ческое травление, выдержку в сильном электрическом поле, бомбардиров-
ку ионами в вакууме. С помощью вертикального z-манипулятора, управ-
ляемого от компьютера,
острие зонда устанавливается на расстоянии менее
1 нм от поверхности объекта. При таком расстоянии возникает перекрытие
электронных оболочек поверхностных атомов объекта и зонда. Если меж-
ду зондом и объектом (проводником или полупроводником) приложить
небольшую разность потенциалов (от 0,01 до 10 В), то между образцом и
зондом начнет протекать туннельный ток I
T
. Величина туннельного тока
очень сильно (экспоненциально) зависит от расстояния между зондом и
поверхностью объекта, а также от работы выхода электронов из материа-
лов зонда и объекта.

Страницы