Forskere udvikler ny teknik til polering af overflader på nanoskala

I øjeblikket, den vigtigste metode til at opnå glatte overflader i industrien er kemisk-mekanisk eller "våd" polering. Imidlertid, dette har to ulemper:De fleste metoder efterlader et restmønster på en skala på omkring 1 nm, samt et defekt overfladenært lag. I øvrigt, fjernelse af ufuldkommenheder fra overfladen af ​​fremstillede halvlederplader, en proces kaldet "våd planarisering, " kræver brud på vakuumforhold.

Brug af stråler af accelererede klyngeioner som en tilføjelse til teknologien til kemisk-mekanisk planarisering er et gennembrud i udviklingen af ​​mikro- og nanoelektronik. Brug af klyngeioner forstørrer sfæren af ​​objekter til planarisering - f.eks. metoden har en fordel til bearbejdning af superhårde belægninger som polykrystallinsk CVD diamant, silikonecarbid, safir- eller kvartsglas, fordi i modsætning til maskinbearbejdning, spildegenskaber afhænger ikke af de mekaniske målparametre, og slidniveauet er begrænset til ca. 0,1 nm.

Medarbejdere fra MEPhI Department of Condensed matter physics (№67) er tæt på en ny planariseringsteknologi til overflader af silikonekarbidmaterialer ved hjælp af acceleratorklyngeioner. Under deres arbejde, Forskere har undersøgt virkningen af ​​ion-klyngestråling på topologien af ​​pladeoverflader af 6Н-SiC-krystaller rejst ved Lely-metoden. Argon klynger, modtaget i adiabatisk gasekspansion gennem en supersonisk dyse, blev ioniseret og accelereret ved et tryk på 30 KeV. Trykket i arbejdskameraet var 3×10 ^-4 torr.

Overfladereliefmønsteret af 6Н-SiC plader før og efter påvirkningen af ​​strålen af ​​klyngeioner blev undersøgt ved hjælp af et scanningprobemikroskop kaldet Solver Next. Størrelsen af ​​det analyserede område var 10×10 mkm. Kvantitetsanalysen af ​​topologien af ​​hver prøve blev udført for tre forskellige områder af dens overflade. Derefter blev resultaterne af overfladeruheden beregnet som gennemsnit.

Resultaterne viser signifikant udjævning af relieffet af 6H-SiC pladeoverflader efter bearbejdning med en stråle af klyngeioner. Rq-parameteren sænkes 1,5 til to gange. Dermed, det er blevet bevist i praksis, at gasklyngeioner er et effektivt instrument til endelig udjævning af silikonekarbidoverflader. Imidlertid, det er ikke muligt helt at eliminere "diamantstøj" (lineært strukturerede fejl), hvilket ville kræve en forstørrelse af strålingsdosis eller energi af de klyngeioner, der interagerer med SiC-overfladen.

Teknikken har anvendelser inden for områder som optoelektronik, optik og mikroelektronik.