автореферат диссертации по электронике, 05.27.01, диссертация на тему:Исследование и разработка сканирующей зондовой микроскопии с проводящими кантилеверами для создания и диагностики наноразмерных структур

ВВЕДЕИЕ.

1. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ СКАНИРУЮЩЕЙ ЗОНДО-ВОЙ МИКРОСКОПИИ С ПРОВОДЯЩИМИ КАНТИЛЕВЕРА-МИ.

1.1. Роль сканирующей зондовой микроскопии в современной науке.

1.2. Кремниевая микромеханика в СЗМ.

1.3. Анализ сканирующей электропроводящей микроскопии.

1.3.1. Особенности функционирования метода СЭПМ и принципиальные его возможности.

1.3.2. Особенности конструкции и технологии изготовления проводящих кантилеверов.

1.4. Методы локальной модификации поверхности при помощи сканирующей зондовой микроскопии.

1.5. Выводы и постановка задач.

2. РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ ПРОВОДЯЩИХ КАНТИЛЕВЕРОВ НА ОСНОВЕ ТУГОПЛАВКИХ СОЕДИНЕНИЙ TI И

2.1. Основные требования к конструктивным и физическим параметрам проводящих кантилеверов. Выбор оптимальных материалов проводящих покрытий.

2.2. Технология формирования проводящих покрытий на основе структур Pt-Ti.

2.3. Особенности метода импульсной конденсации электроэрозионной плазмы.

2.4. Методика определения толщин сверхтонких пленок при помощи СЗМ.

2.5. Технология получения пленок ТЮг-х

2.6. Технология формирования проводящих кантилеверов на основе W2C.

2.7. Выводы.

3. ИССЛЕДОВАНИЕ И РАЗВИТИЕ МЕТОДА СКАНИРУЮЩЕЙ ЭЛЕКТРОПРОВОДЯЩЕЙ МИКРОСКОПИИ.

3.1 Анализ схем измерения в сканирующей электропроводящей микроскопии.

3.2 Изучение влияния материала покрытия кантилевера и режимов проведения измерений в СЭПМ на свойства контакта: проводящий кантилевер - проводящий образец.

3.3 Разработка оценки качества проводящих кантилеверов.

3.4 Разработка технологии заострения игл проводящих кантилеверов.

3.5 Применение метода СЭПМ для исследования и анализа проводящих свойств различных материалов.

3.6 Выводы.

4. РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ ФОРМИРОВАНИЯ УПОРЯДОЧЕННЫХ НАНОРАЗМЕРНЫХ СТРУКТУР НА ОСНОВЕ ПРОЦЕССА ЛОКАЛЬНОГО ЗОНДОВОГО ОКИСЛЕНИЯ.

4.1. Физико - химическая модель процесса локального зондового окисления.

4.2. Исследование процесса зондового окисления тонких пленок титана.

4.3. Исследование процесса зондового окисления GaAs.

4.4. Разработка метода формирования диэлектрической пленки, модулированной по толщине.

4.5. Выводы.

АКТУАЛЬНОСТЬ. Наряду с совершенствованием в настоящее время микроэлектроники исследователи стали уделять пристальное внимание новой перспективной области - наноэлектронике. Однако ее развитие немыслимо без разработки методов исследования и диагностики свойств поверхности твердых тел с нанометровым разрешением. К эффективным относятся методы исследования на основе сканирующей зондовой микроскопии (СЗМ) и в их числе методы, в которых применяются микромеханические зонды (кантилеверы) с проводящим покрытием. На основе СЗМ с использованием проводящих кантилеверов возможно осуществление ряда методов исследования и модификации электрических свойств поверхности с высоким разрешением.

Перспективным является метод СЗМ с проводящими кантилеверами, использующий режим атомно - силового микроскопа (АСМ) в контактной моде, обеспечивающий одновременное исследование топографии поверхности и картины растекания электрического тока на том же участке поверхности. Важное практическое значение имеет метод, использующий режим АСМ в полуконтактной моде, позволяющий обеспечить локальную модификацию электрофизических свойств поверхности посредством ее локального зондо-вого окисления.

Однако широкое использование методов СЗМ с проводящими кантилеверами сдерживается рядом существующих проблем. В частности, одним из наиболее критичных элементов в данных методах являются проводящие кантилеверы, от характеристик которых в значительной степени зависят результаты измерений. В настоящее время существующие конструктивно -технологические варианты создания таких кантилеверов не позволяют создать образцы, в полной мере удовлетворяющие требованиям исследователей.

Весьма противоречивы и имеющиеся методики проведения измерений в СЗМ с проводящими кантилеверами.

Актуальной, таким образом, является задача совершенствования методов СЗМ с проводящими кантилеверами.

ЦЕЛЬ РАБОТЫ. Основной целью работы было развитие сканирующей зондовой микроскопии с проводящими кантилеверами для создания и диагностики наноразмерных структур.

Для достижения поставленной цели необходимо было решить следующие конкретные задачи: провести комплексное исследование конструктивно- технологических методов создания проводящих кантилеверов; разработать критерии выбора материала покрытий и конструкций универсальных кантилеверов, обеспечивающих решение большинства исследовательских задач в СЗМ с проводящими кантилеверами; разработать технологии создания универсальных проводящих кантилеверов и изготовить опытные образцы кантилеверов; разработать методику оценки качества проводящих кантилеверов; провести комплексное исследование метода электропроводящей микроскопии, выработать рекомендации по повышению эффективности измерений, провести апробацию усовершенствованной методики измерений при исследовании ряда микро- и нанообъектов; исследовать механизм образования окисла в процессе локального зондового окисления на основе СЗМ с проводящими кантилеверами как тонких металлических пленок, так и полупроводниковых объемных материалов, выявить корреляцию кинетических параметров процесса с технологическими; на основе процесса локального зондового окисления разработать технологию формирования упорядоченных наноразмерных объектов для нанолитографии и других задач наноэлектроники.

НАУЧНАЯ НОВИЗНА работы заключается в следующих результатах:

1. Впервые сформулированы требования к конструктивным и физическим параметрам универсальных проводящих кантилеверов, обеспечивающих решение большинства исследовательских задач на основе сканирующей зондовой микроскопии. Показано, что эффективными для универсальных проводящих кантилеверов являются покрытия на основе карбида вольфрама и нестехиометрического оксида титана.

2. Разработана методика проведения измерений в сканирующей электропроводящей микроскопии, учитывающая наличие на поверхности исследуемого образца адсорбционного слоя и конструктивные особенности проводящих кантилеверов.

3. Выявлен эффект заострения игл проводящих кантилеверов при их функционировании в контактной моде атомно - силового микроскопа при разности потенциалов между иглой кантилевера и проводящим образцом порядка 1ОВ и выше.

4. Предложена физико- химическая модель процесса образования анодных оксидных пленок на поверхности металлических пленок и полупроводниковых материалов в процессе их локального зондового окисления, учитывающая взаимосвязь кинетических параметров процесса с электрофизическими характеристиками окисляемого образца. Выявлена корреляция разрешающей способности процесса локального зондового окисления с его физическими и технологическими характеристиками.

5. Впервые на основе процесса локального зондового окисления предложен способ формирования сверхтонкой диэлектрической пленки, модулированной по толщине.

ПРАКТИЧЕСКАЯ ЦЕННОСТЬ РАБОТЫ. Разработанные технологии формирования проводящих покрытий кремниевых кантилеверов на основе \У2С и ТЮ 2-х позволили организовать изготовление универсальных кантилеверов, характеризующихся наряду с традиционными требованиями к проводящим кантилеверам повышенной механической твердостью, электромиграционной стойкостью, высокой химической инертностью, повышенной разрешающей способностью.

Изготовленные по разработанным технологиям проводящие кантилеве-ры для сканирующей зондовой микроскопии были реализованы в следующие исследовательские центры и фирмы в России и зарубежных странах: институт физики микроструктур РАН, г. Казань; институт радиотехники и электроники, г. Саратов; институт сильноточной электроники, г. Екатеринбург; технический университет города Эйдховен, Голландия; Фраунгоферовский институт исследования полимеров, г. Подсдам, Германия; университет города Мюнстер, Германия; компания "Roche Diagnostics", Германия.

Разработана методика проведения измерений в сканирующей электропроводящей микроскопии, обеспечивающая снижение погрешности в определении значения проводимости исследуемых образцов.

Разработана методика локальной модификации свойств поверхности проводящим кантилевером СЗМ на основе процесса локального зондового окисления, которая внедрена в программное обеспечение, поставляемое со сканирующими зондовыми микроскопами, производимыми компанией "НТ-МДТ", г.Москва.

Результаты диссертационной работы использованы в НИР, проводимых в рамках научного направления вуза " Фундаментальные исследования в области математики, физики, химии, электроники"- "№ 366-ГБ-53", "№ 351-ГБ-53".

Работа была поддержана Грантом фонда Сороса.

Результаты исследований использованы в учебном процессе МИЭТ в оригинальном курсе лекций "Технология кремниевых микросистем".

АПРОБАЦИЯ РАБОТЫ. Основные результаты работы докладывались и демонстрировались на следующих конференциях, семинарах и выставках: Всероссийская межвузовская научно-техническая конференция студентов и аспирантов "Микроэлектроника и информатика 98". Москва, 1998; Всероссийское совещание (выставка) "Зондовая микроскопия-98". Н.Новгород, 1998; Всероссийская научно-техническая конференция "Микро- и наноэлек-троника 98". Звенигород, 1998; Всероссийская НТК "Новые материалы и технологии", Москва, 1998; Всероссийская межвузовская научно-техническая конференция студентов и аспирантов "Микроэлектроника и информатика 99". Москва, 1999; Шестая международная научно-техническая конференция "Актуальные проблемы твердотельной электроники и микроэлектроники" Таганрог, 1999; Всероссийская НТК "Полупроводники 99". Новосибирск, 1999; Всероссийская научная конференция по физике полупроводников и полупроводниковой опто- и наноэлектронике. Санкт-Петербург, 1999; Всероссийская межвузовская научно-техническая конференция студентов и аспирантов "Микроэлектроника и информатика 2000". Москва, 2000; 1-я конференция по изготовлению и метрологии в нанотехнологии. Копенгаген, 2000; Всероссийская конференция "Датчик-2000". Гурзуф, 2000; Всероссийское совещание (выставка) "Зондовая микроскопия-2000". Н.Новгород, 2000; НТК "Электроника и информатика XXI век". Москва, 2000; Азиатская конференция по анализу поверхности. Пекин, 2000; Международная конференция по физике, химии и применениях наноструктур "КапотееЙ1^-2001". Минск, 2001; Всероссийское совещание (выставка) "Зондовая микроскопия-2001". Н.Новгород, 2001; 11-я Международная конференция по сканирующей туннельной микроскопии "8ТМ-01". Ванкувер, 2001; Всероссийское совещание (выставка) "Зондовая микроскопия-2002". Н.Новгород, 2002.

ПУБЛИКАЦИИ. По теме диссертационной работы опубликовано 30 работ, в том числе 2 научно-технический отчета по НИР.

НА ЗАЩИТУ ВЫНОСЯТЬСЯ СЛЕДУЮЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ: наиболее эффективными кантилеверами, обеспечивающими решение большинства исследовательских задач на основе сканирующей зондо-вой микроскопии, использующей проводящие зонды, являются те, которые наряду с традиционными требованиями к таким кантилеверам обладают повышенной механической твердостью, электромиграционной стойкостью, высокой химической инертностью, повышенной разрешающей способностью. В значительной степени данным требованиям удовлетворяют кремниевые кантилеверы с тонкопленочным покрытием на основе карбида вольфрама или нестехиометрического оксида титана; при проведении измерений в сканирующей электропроводящей микроскопии необходимо учитывать наличие на поверхности исследуемого образца адсорбционного слоя и конструктивные особенности проводящих кантилеверов (материал покрытия и его свойства, радиус кривизны острия иглы), определяющие минимально необходимую величину силы прижатия кантилевера к образцу для обеспечения тесного омического контакта; повышению разрешающей способности процесса локального зондо-вого окисления тонких металлических пленок и полупроводниковых материалов способствует снижение общего сопротивления системы, оптимизация параметров импульса подаваемого напряжения и задание требуемой относительной влажности внешней среды; на основе процесса локального зондового окисления возможно создание сверхтонкой диэлектрической пленки, модулированной по толщине, за счет применения процедуры изменения параметров импульса напряжения в процессе сканирования по заданному рисунку окисляемой поверхности.

СТРУКТУРА И ОБЪЕМ ДИССЕРТАЦИИ. Диссертация состоит из введения, четырех основных разделов с выводами, общих выводов, списка литературы из 156 наименований и приложения. Основное содержание диссертации изложено на 164 страницах и содержит 76 рисунков и 5 таблиц.

Основные результаты и выводы заключаются в следующем:

1. Анализ проблем, связанных с функционированием СЗМ с проводящими кантилеверами показал, что одной из ключевых является задача разработки эффективного проводящего кантилевера, как одного из наиболее критичных элементов в данных методах, от характеристик которого в значительной степени зависят результаты измерений. Из анализа проблем, связанных с осуществлением процесса локального зондового окисления на основе СЗМ с проводящими кантилеверами, следует, что для повышения воспроизводимости и эффективности процесса важной является задача установления корреляции кинетических параметров процесса окисления с технологическими.

2. Исходя из комплексного анализа исследовательских задач, связанных с применением проводящих кантилеверов в различных методах СЗМ, впервые сформулированы требования к конструктивным и физическим параметрам универсальных проводящих кантилеверов, обеспечивающих решение большинства исследовательских задач. Показано, что эффективными для универсальных проводящих кантилеверов являются покрытия на основе карбида вольфрама и нестехиометрического оксида титана.

3. Показано, что для формирования сверхтонких пленок вольфрама и титана перспективным является метод импульсно - плазменного осаждения, обеспечивающий возможность осаждения сплошных пленок толщиной от 2 нм и выше с удовлетворительной адгезией к кремнию и окислу кремния. Разработана методика определения толщин сверхтонких металлических пленок с использованием техники СЗМ.

4. Разработана технология формирования на кремнии сверхтонких пленок проводящего окисла титана на основе термообработки двухслойной системы: титан - кремний во влагосодержащей среде в диапазоне температур 430-450°С. Окисел титана нестехиометрического состава проявляет металлические свойства, его удельное сопротивление пленки составляет величину -100 мкОм см. Он сохраняет свойства металла при термообработках вплоть до 450°С.

5. Разработаны две технологии получения сверхтонких пленок карбида вольфрама: первая - на основе процесса диффузии углерода из газовой фазы в сверхтонкую пленку вольфрама при термообработке при 400°С и выше; вторая - на основе твердофазной реакции материалов двухслойной тонкопленочной системы: вольфрам -углерод при ее термообработке при 700°С и выше.

6. Разработана методика проведения измерений в сканирующей электропроводящей микроскопии, учитывающая наличие на поверхности исследуемого образца адсорбционного слоя и конструктивные особенности проводящих кантилеверов, обеспечивающая снижение погрешности в определении значения проводимости исследуемых образцов.

7. Разработана методика оценки качества проводящих кантилеверов.

8. Установлено, что кантилеверы с покрытиями на основе ТЮг-х и \У2С отвечают гораздо более жестким требованиям по сравнению с существующими, в частности, по сравнению с кантилеверами на основе двухслойного покрытия платина - титан, и могут с успехом применятся в СЭПМ и других методах СЗМ, использующих проводящие кантилеверы.

9. Выявлен эффект заострения игл проводящих кантилеверов при их функционировании в контактной моде атомно - силового микроскопа при разности потенциалов между иглой кантилевера и проводящим образцом порядка 10В и выше.

Ю.Предложена физико- химическая модель процесса образования анодных оксидных пленок на поверхности металлических пленок и полупроводниковых материалов в процессе их локального зондового окис

-149ления, учитывающая взаимосвязь кинетических параметров процесса с электрофизическими характеристиками окисляемого образца.

1 ¡.Выявлена корреляция разрешающей способности процесса локального зондового окисления тонких металлических пленок и полупроводниковых материалов с его физическими и технологическими характеристиками. Показано, что повышению разрешающей способности процесса способствует снижение общего сопротивления системы, оптимизация параметров импульса подаваемого напряжения и задание требуемой относительной влажности внешней среды. Продемонстрирована возможность формирования локальных участков окисла шириной, меньшей 15 нм.

12. Впервые на основе процесса локального зондового окисления предложен способ формирования диэлектрической пленки, модулированной по толщине, заключающийся в использовании вариации параметров импульсов напряжения в процессе зондового окисления различных участков окисляемой поверхности.

1. G. Bining and H. Rohrer. Scanning Tunneling Microscope // US Patent 4,343,993 Aug .10, 1982. Filed : Sep. 12, 1980.

2. J. В. P. Williamson, "Microtopography of Surfaces" // Proc. Inst. Mech. Eng. London, 182,21 (1967-68); American national standard Surface texture. ANSI B46.1 (1978 Edition).

3. В. К. Неволин, A.C. Коньков "Растровый туннельный микроскоп" A.C. № 1471232 с приоритетом от 14 июля 1987.

4. G. Binnig and Н. Rohrer. Scanning tunneling microscopy // Helv. Phys. 1982. Acta 55, c. 726-735.

5. K. Sashikata, N. Furuya, K. Itaya. In situ electrochemikal scanning tunneling microcopy of Pt(l 11), Rh(l 11), and Pd(l 11) in aqueous acid solutions. // J. Vac. Sei. Technol. 1991, В 9(2), с. 457-464.

6. Phys. 1991,70, c. 5141-5143.

7. G. Binnig and H. Rohrer, Ch. Gerber and E. Weibel. 7x7 Reconstruction on Si (111) Resolved in Real Space.// Phys. Rev. Lett. 1983, 50 (2), c. 120-123.

8. G. Binnig, C.F. Quate and Ch. Gerber. Atomic force microscope.// Phys. Rev. Lett. 1986, 56 (9), c. 930 933.

9. G. Binnig, C.F. Quate and Ch. Gerber. Atomic force microscope.// Phys. Rev. Lett. 1986, 56 (9), c. 930 933.

10. G.Meyer, N.M. Amer. Erratum: novel optical approach to atomic force microscopy.// Appl. Phys. Lett. 1988, 53 (24), c. 2400-2402.

11. W.A. Ducker, RF. Cook, D.R. Clarke. Force measurement using an AC atomic force microscope. // J. Appl. Phys. 1990, 67 (9), c. 4045-4052.

12. H. Ueyama, M. Ohta, Y. Sugawara, S. Morita. Atomically resolved InP(llO) surface observed with noncontact ultrahigh vacuum atomic force microscope.// Jpn. J. Appl. Phys. 1995, V. 34, c. L1086-L1088.

13. M.-H. Whangbo, S. N. Magonov, H. Bengel. Tip-sample force interactions and surface stiffness in scanning probe microscopy.// Probe Microscopy, 1997, 1, c.23.

14. V.A.Bykov, V.A.Fedirko. Scanning probe microscopy for biological object investigation.// In "Spectroscopy of Biolog. Molecules, ed. by J.C.Merlin, S. Turrell and J.P.Huvenne. Kliver Acad. Publ., Dordrecht/ Boston/ London, 1995, c. 471-472.

15. S.R.Cohen, G.M. McClelland. Measurement of micromechanical properties using a bidirectional atomic force microscope with capacitative detection. // Mat. Res. Soc. Symp. Proc. 1989, 153, c. 307-316.

16. A. Wadas, P. Grutter. Theoretical approach to magnetic force microscopy.// Phys. Rev. 1989, B 39 (16), c. 12013-12017.

17. P.S.D. Hobbs, D.W. Abraham, H.K. Wickramasinghe. Magnetic force microscopy with 25 nm resolution. // Appl. Phys. Lett. 1989, V. 55 (22), c. 2357-2359.

18. S. Watanabe, K. Hane, M. Ito, T. Goto. Dynamic mode force microscopy for the detection of lateral and vertical electrostatic forces.// Appl. Phys. Lett. 1993, 63 (18), c. 2573-2575.

19. U. Durig, O. Zuger, D.W. Pohl D.W. Observation of metallic adhesion using the scanning tunneling microscope. // Phys. Rev. Lett. 1990, 65 (3), c. 349-352.

20. M. Nonnenmacher, M.P. O'Boyle, H.K. Wickramasinghe. Kelvin probe force microscopy. // Appl. Phys. Lett. 1991, 58 (25), c. 2921-2923.

21. J.R. Matey, J. Blanc. Scanning capacitance microscopy.// J. Appl. Phys. 1985,57 (5), c. 1437-1444.

22. Y.Huang, C.C. Williams, M.A. Wendman. Quantitative two-dimensional dopant profiling of abrupt dopant profiles by cross-sectional scanning capacitance microscopy.// J. Vac. Sci. Technol. 1996, A 14 (3), c. 1168-1171.

23. A. Kikukawa, S. Hosaka, Y. Honda, R. Imura. Phase-locked noncontact scanning force microscope.// Rev. Sci. Instrum. 1995, V. 66 (1), c. 101-105.

24. S. Hosaka, H. Koyanagi, T. Hasegawa, S. Hosoki. Observation of natural oxide growth on silicon facets using an atomic force microscopy with current measurements.// J. Appl. Phys. 1992, 72 (2), c. 688-691.

25. Патент США N 5021364 MKHH01L 27/465.

26. А. А. Бухараев, Н.И. Нургазизов. X Российский симпозиум по растровой электронной микроскопии и аналитическим методам исследования твердых тел. РЭМ-97 // Черноголовка 1997,с. 145.

27. Н. Fujisava and М. Shimizu. Investigation of the current path of Pb(Zr, Ti)03 thin films using an atomic force microscope with simultaneous current measurement // Appl. Phys. Lett. 1997, 71(3), c. 416-418.

28. J. N. Nxumalo, D. T. Shimizu and D. J. Thomson Cross-sectional imaging of semiconductor device structures by scanning resistance microscopy. // J.Vac. Sci. Technol. B. 1996, N14, c. 386-389.

29. C. Shafai, D.J. Thomson, M. Simard-Normandin, G. Mattiussi, P.J. Scanlon Delineation of semiconductor doping by scanning resistance microscopy. // Appl. Phys. Lett. 1994, 64 (3), c. 342-344.

30. Characterization of a point-contact on silicon using force microscopysupported resistance measurements.// Appl. Phys. Lett. 1995, 66 (12),c.1530-1532.

31. J. Snauwaert, N. Blanc, P. De Wolf, W. Vandrvorst, and L. Hellemans. Minimizing the size of force-controlled point contacts on silicon for carrier profiling. //J. Vac. Sci. Technol. 1996, B 14(2), c. 1513-1517.

32. P. De Wolf, T. Clarysse, W. Vandervorst, J. Snauwaert, L. Hellemans, Ph. Niedermann and W. Hanni. Cross-sectional nano-spreading resistance profiling. // J. Vac. Sci. Technol. 1998, B 16(1), c.355-361.

33. P. De Wolf, T. Clarysse, W. Vandervorst, J. Snauwaert, and L. Hellemans. One- and two-dimentional profiling in semiconductors by nanospreding resistance profiling. // J. Vac. Sci. Technol. 1996, B 14, c. 380-385.

34. C. Shafai, D.J. Thompson, M. Simard-Normandin. Two-dimensional delineation of semiconductor doping by scanning resistance microscopy.// J.Vac. Sci. Technol. B, 1994, 12(1), c. 378-382.

35. P. De Wolf, J. Snauwaert, T. Clarysse, W. Vandervorst, L. Hellemans. Characterization of a point- contact on silicon using force microscopy-supported resistance measurements.// Appl. Phys. Lett. 1995, 66(12), c. 1530-1532.

36. M. Munz, H. Sturm,E. Schulz, G. Hinrichsen. The Scanning Force Microscope as a tool for the detection of local mechanical properties within the interphase of fibre reinforced polymers.//Composites A. 1998, 29A, c. 12511259.

37. R. E. Thomson and J. Moreland. Development highly conductive cantilevers for atomic force microscopy point contact measurements. // J. Vac. Sci. Technol. B. 1995, 13(3), c. 1123-1125.

38. F. House, R. Meyer, O. Schneegans, and L. Boyer. Imaging the local electrical properties of metal surface by atomic force microscopy with conducting probes // Appl. Phys. Lett. 1996, 69(13), c. 1975-1978.

39. M. T. Hersam, A.C. Hoole, S.J. O'Shea and M. E. Welland. Potentiometry and repair of electrically stressed nanowires using atomic force microscopy. // Appl. Phys. Lett. 1995, 72(8), c. 915-917.

40. S. J. O Shea, R. M. Atta, and M. E. Welland. Characterization of tip for conducting atomic force microscopy. // Rev. Sci. Instrum. 1995, 66(3), c. 2508-2512.

41. D. L. Klein and P. L. McEuen. Conducting atomic force microscopy of al-kane layers on graphite. // Appl. Phys. Lett. 1995, 66(19), c. 2478-2480.

42. P. J. Gallo, A. J. Kulik, N. A. Burnham, F. Oulevey, and G. Gremaud. Electrical conductivity SFM study of an ultrafiltration memrane. // Nanotech-nology. 1997, 8(1), c. 10-13 .

43. H. Herz, J. Reine // Angew. Math. 1882, 92, 156 c.

44. Y. V. Sharvin // JETP. 1965, №21, c. 655.

45. B. V. Deijaguin, V.M. Muller, Y.P. Toporov. //J.Coll.Interface Sci. 1975, 53, c. 314.

46. K.L. Jonson. Contact Mechanics. // 1985, Cambridge University Press.

47. J.T. Dickinson, L.C. Jensen, К.Н. Siek, K.W. Hipps. The use of scanning conduction microscopy to probe abrasion of insulating thin films.// Rev. Sei. Instrum. 1995, 66(7), с. 3802-3806.

48. A. Oral, S. J. Bending, and M. Henini. Real-time scanning Hall probe microscopy. //Appl. Phys. Lett. 1996, 69(9), c. 1324-1326.

49. T.P. Weihs, Z. Nawaz, S.P.Jarvis, J.B. Pethica. Limits of imaging resolution for atomic force microscopy of molecules. // Appl. Phys. Lett. 1991, 59(27), c. 3536-3538.

50. B.K. Неволин. Основы туннельно-зондовой нанотехнологии. // МИЭТ 1996, 86с.

51. П.А.Арутюнов, A. JL Толстихина. Атомно-силовая микроскопия в задачах проектирования приборов микро и наноэлектроники часть I. Микроэлектроника. 1999, 28(6), с. 405-414.

52. М. Wendel, S Kuhn, Н. Lorenz, J.P. Kotthaus, M. Holland. Nanolothogra-phy with an atomic force microscope for integrated fabrication of quantum electronic devices.//App. Phys. Lett. 1994, 65(14), c. 1775-1777.

53. M. Wendel, H, Lorenz, J.P. Kotthaus. Sharped electron beam deposited tips for high resolution atomic force microscope lithography and imaging.// App. Phys. Lett. 1995, 67(25) c. 3732-3734.

54. J. Cortes Rosa, M. Wendel, H, Lorenz, J.P. Kotthaus, M. Thomas and H. Kroemer. Direct pattering of surface quantum wells with an atomic force microscope.// Appl. Phys. Lett. 1998, 73(18), c. 2684-2686.

55. U. Durig, D. Pohl, F. Rohner. Near-Field Optical Scanning Microscopy.// J. Appl. Phys. 1986, 59 (10), 15 May, c. 3318 3327.

56. H. J. Mamin. Thermal writing using a heated atomic force microscope tip.// Appl. Phys. Lett. 1996, 69(3), c. 433-435.

57. L.P. Ma, W.J.Yang, Z.Q.Xue and S.J. Pang. Data storage with 0,7 nm recording marks a crystalline organic thin films by a scanning tunneling microscope. // Appl. Phys. Lett. 1998, 73(6), c. 850-852.

58. G. E. Engelmann, J.C. Zieger, D. M. Kolb. Electrochemical fabrication of large array of nanoclusters.// Surf. Sci. 1997, 401, c. L420-L424.

59. R. Maoz, E. Frydman, S Cohen, J. Sagiv. Constructive Nanolithography: Site-defined silver self-assembly on nanoelectrochemically patterned monolayer templates.// Adv. Mat. 2000, 12(6), c. 424-429.

60. T. Hitosugi, T. Hashizume, S, Heike. // Appl. Phys. A 1998, V.66, p. S695.

61. J. Song, C. Li, H. He et.all. // Appl. Phys. A 1998, V. 66, p. S715.

62. D. Fujita, H. Sheng, Z. Dung, H. Nejog. // Appl. Phys. A., 1998, V. 66 p. S753.

63. D. Fujita, Q. Jiang, H. Nejoh. // J. Vac. Sci. Technol B.1996, V.14, p. 3413.

64. A. Avramescu, A. Ueta, K. Uesugi, I Suemune. Atomic force microscope lithography on carbonaceous films deposited by electron-beam irradiation.// Appl.Phys.Lett. 1998, 73(6), c. 716-718.

65. T. Shiokawa, Y. Aoyagi, M. Shigeno, S. Namba. In situ observation and correction of resist patterns in atomic force microscope lithography. // Appl.Phys.Lett. 1998, 72(19), c. 2481-2483.

66. R. Held, T. Heinzel, P. Studerus, K. Ensslin. Nanolithography by local anodic oxidation of metal films using an atomic force microscope.// Physica E, 1998, 2, c. 748-752.

67. B. Irmer, M. Kehrle, H. Lorenz, J.P. Kotthaus. Fabrication of Ti/TiOx tunneling barriers by tapping mode atomic force microscopy induced local oxidation. //Appl. Phys. Lett. 1997, 71(12), c. 1733-1735.

68. J.A. Dagata, J. Schneir, H.H. Harray, C.J. Evans, M.T. Postek, J. Bennett. Modification of hydrogen- passivated silicon by a scanning tunneling microscope in air. // Appl.Phys.Lett. 1990, 56(20), c. 2001-2003.

69. L. A. Nagahara, T. Thundat, S.M. Lindsay. Nanolitography on semiconductor surfaces under an etching solutions. // Appl.Phys.Lett. 1990, 57(3), c. 270-272.

70. T. Thundat, L.A. Nagahara, P.I. Oden, S.M. Lindsay, M.A. George, W.S. Glaunsinger. Modification of tantalium surfaces by scanning tunneling microscopy in an electrochemical cell. // J. Vac. Sci. Technol. 1990, A 8(4), c. 3537-3541.

71. M. Yasutake, Y. Ejiri, T. Hattori. Modification of silicon surface using atomic force microscope with conducting probe. // Jpn. J. Appl. Phys. 1993, 32(7B2), c. L1021-L1023.

72. F. Perez-Murano, G. Abadal, N. Barniol, X. Aymerich, J. Servat, P. Gor-ostiza, F. Sanz, Nanometer-scale oxidation of Si(100) surfaces by tapping mode atomic force microscopy. // J. Appl. Phys. 1995, 78(11), c. 67986801.

73. R. Garcia, M. Calleja, H. Rohrer. Patterning of silicon surfaces with non-contact atomic force microscopy: Field induced formation of nanometer-size water bridges. // 'Scanning tunneling microscopy '99 ' Сеул, 1999, Корея с. 323-324.

74. H.Sugimura, N. Nakagiri. Chemical approach to nanofabrication: Modification of Silicon surface patterned by scanning probe anodization.// Jpn. J. Appl. Phys. 1995, 34(6B1), c. 3406-3411.

75. Ph. Avouris, R. Martel, T.Hertel, R. Sandstrom // Appl. Phys. A, 1998, V. 66 P. S659.

76. Ph. Avouris, T.Hertel, R. Martel. Atomic force microscope tip-induced local oxidation of silicon: Kinetics, mechanism, and nanofabrication.// Appl. Phys. Lett. 1997, V. 71(2), c. 285-287.

77. M. Calleja, J. Anquita, R. Garcia, K. Birkelund, F. Perez-Murano, J. Dagata. Nanometer-scale oxidation of silicon surface by dynamic force microscopy: reproducibility, kinetics and nanofabrication.//Nanotechnology 1999, № 10, c. 34-38.

78. J. Dagata, T. Inoe, J. Itoh, H. Yokayama. Undestanding scanned probe oxidation of silicon.// Appl.Phys.Lett. 1998, 73(2), c. 271-273.

79. K. Matsumoto, S. Takahashi and all. Application of STM nanometer -size oxidation process to planar type MIM dioe // Jpn.J.Appl.Phys. 1995, Vol 34, p. 1387-1390.

80. K. Matsumoto, M. Ishii and all. Room temperature operation of single electron transistor made by the scanning tunneling microscope nanooxidation process for the TiOx/TiO system. //Appl. Phys. Lett. 1996, Vol 68(1), c. 3436.

81. R. Held, T. Heinzel, P. Studerus, K. Ensslin, M. Holland. Semiconductor quantum point contact fabricaed by lithography with an atomic force microscope.// Appl. Phys. Lett. 1997, 71(18), c.2689-2691.

82. J. Shiracashi, K. Matsumoto, N. Miura and M. Konagai Single-electron transistor with Nb/Nb oxide system fabricated by atomic force microscope nano-oxidation process // Jpn.J.Appl.Phys. Vol 36, 1997, p. L1257-L1260.

83. B. Irmer, M. Kehrle, H. Lorenz J. Kotthaus. Nanolithography by non-contact AFM-induced local oxidation fabrication of tunneling barriers suitable for single-electron devices.// Semic. Sci. Technol. 1998, №13, c. A79-A82.

84. Лемешко С.В.,Шевяков В.И.Проводящие зонды сканирующих зондовых микроскопов на основе тугоплавких соединений Ti и W // Материалы Всероссийского совещания "Зондовая микроскопия 98". Нижний Новгород, 1998. С. 138-143.

85. H.A. Калябина. Влияние технологических факторов на интенсивность электромиграции в межсоединениях интегральных схем. Обзоры по электронной технике. Серия 2 ,1986,вып.18, с. 10.

86. Т. Я. Косолапова. Свойства и применение тугоплавких соединений. // Москва, Металургия. 1986, 928с.117 3. Ю. Готра Справочник по технологии микроэлектронных устройств. Львов: Каменяр. - 1986. -287 с.

87. R. L. Boxman and S. Goldsmith // IEEE Trans. Plasma Sei. 1989, PS-17, c. 705.

88. R. L. Boxman and S. Goldsmith // Surf. Cout. Technol. 1990, № 43/44, c. 1024.

89. А.А.Кондрашин, В.Н.Черняев, Г.Н.Мамерова и др. Эмисионные плазменные покрытия на основе гексаборида лантана, полученные плазменным распылением//Э.Т. Сер. Материалы.-1980.-Вып. 12.-С. 15-19.

90. М.И.Черняев и др. Механизмы сепарации плазмы при осаждении пле-нок//Э.Т. Сер. Материалы.- 1985.-Вып.4(203).-С.28-33.

91. И.Б.Анохин, С.И.Зимин, А.Д.Касихин, В.Г.Соколов. Электродуговой испаритель металлов.-А.С. СССР №953004.-С23С 13/08.

92. В.И.Аршавский, В.Л.Лапшин. Устройство для нанесения проводящих покрытий в вакууме.-А.С. СССР №894018.-С23С 13/08.

93. Маковский Ф.А., Усачев Е.П. Выпрямители на основе полупроводниковой двуокиси титана// М.: Наука. 1966, 107с.

94. Кофстад П. Отклонение от стехиометрии, диффузия и электропроводность в простых окислах металлов // М.: Мир. 1975, 397 с.

95. Третьяков Ю.Д. О нестехиометрии окислов при высоких температурах // Физическая химия окислов. Под ред. А.Н.Мень. М.: Наука. 1971, 190с.

96. Гаврилов С.А., Лемешко C.B., Шевяков В.И. Самосовмещенное формирование наноразмерных цилиндрических кластеров палладия на кремнии // Труды Всероссийской научно-технической конференции "Микро- и нано- электроника 98". Звенигород, 1998. Р 3-26

97. Лемешко C.B., Рощин В.М.,Шевяков В.И. Исследования наноструктур на основе сканирующей электрически-проводящей микроскопии // Труды Всероссийской научно-технической конференции "Микро- и нано- электроника 98". Звенигород, 1998. р. 3-5

98. Лемешко С.В.Калибровочные структуры для сканирующей зондовой микроскопии с проводящими кантилеверами. // Тезисы докладов Всероссийской межвузовской НТК студентов и аспирантов "Микроэлектроника и информатика 2000".- М: МИЭТ. 2000.С.18.

99. Лемешко С.В., Шевяков В. И. Сканирующая электрически проводящая микроскопия в микроэлектронике. // Материалы НТК "Электроника и информатика XXI век". -М: МИЭТ. 2000. С. 78-79.

100. S. Villette, M.P.Valignat, A.M. Cazabat, F.A. Schabert, A. Kalachev Ultra-thin liquid films. Ellipsometric study and AFM preliminary investigations. // Physica A, 236. 1997. c. 123-129.

101. M. Luna, J. Colchero, A. Gil, J Gomez-Herrero, A.M. Baro. Application of non-contact scanning force microscopy to the studu of water adsorption on graphite, gold and mica.// Appl.Surf. Sci. 157, 2000. c.393-397.

102. V. Barwich, M. Bammerlin, A. Baratoff, R. Bennewitz, M. Guggisberg, C. Loppacher, O. Pfeiffer, E. Meyer, H.-J. Guntherodt, J.-P. Salvetat, J.-M. Bonard, L. Forro. Carbon nanotubes as tips in non-contact SFM.// App. Surf. Sci. 157, 2000. c.269 .

103. S. Decossas, G. Cappello, G. Poignant, L. Patrone, A. M. Bonnot, I. Snigireva, F. Comin and J. Chevr. Carbon nanotubes AFM tip contact: adhesion, friction and deformation.//18th Course: "Nanostructured Carbon for Advanced Applications". 2000.

104. Black J.R. Electromigration failure modes in aluminium metallization for semiconductor devices. // Proc. IEEE. 57(9). 1969. c. 1587-1591.-164142 Huntington H.B. During forces for thermal mass transport.// J. Phys. Chem.

105. Solids. 29(5), c. 1641-1651.

106. English A.T. Kinsbron E. Electromigration -induced failure by edge displacement in fine -line aluminium 0.5- cupper thin film conductors.// J. Appl. Phys. 54(1), 1983. c. 268-274.

107. Лемешко С.В.Особенности нанолитографии по сверхтонким пленкам Ti при использовании сканирующего зондового микроскопа. // Тезисы докладов Всероссийской межвузовской НТК студентов и аспирантов "Микроэлектроника и информатика 99".- M: МИЭТ. 1999.С.22.

108. Апраксин Д.В., Лемешко С.В.Моделирование процесса роста анодного оксида при воздействии проводящего зонда АСМ.//Всероссийская научная конференция по физике полупроводников и полупроводниковой опто- и наноэлектронике. Санкт-Петербург, 1999. С.47.

109. B.И. Исследования особенностей процесса локального окисления пленок титана с использованием сканирующей зондовой микроскопии. // Известия ВУЗов "Электроника" N3. 2000. С. 27-33.

110. V.A. Bykov, S.V.Lemeshko, S.A. Saunin, D.Wang. The nanometer scale raster pattering using tip-indused oxidation of matallic films in tapping mode AFM //"Asia-Pacific Surface & Interface analysis conference". Beijing, Cnina, 2000. P. 70-71.

111. Gavrilov S.A., Lemeshko S.V., Shevyakov V.I., Roschin V.M.Kinetics of tip indused oxidation by scanning probe microscope.// "Rewiews and short notes to Nanomeeting-2001 ".Minsk Belarus. 2001. P.313-316.

112. Bykov V.A.,Lemeshko S.V.Study of the probe lithography process on the different surfaces. // " Scanning probe microscopy-2001". Nizhny Novgorod, 2001. C. 138-142.

113. S Lemeshko, S Gavrilov, V Shevyakov, V Roschin and R Solomatenko Investigation of tip-induced ultrathin Ti film oxidation kinetics.// "Nanotechnology" V 12 No 3 (September 2001) 273-276.

114. Юнг Л. Анодные оксидные пленки. Л.: Энергия, 1967. 232 с.

115. Научные результаты диссертационной работы Лемешко С.В используются в учебном процессе, проводимом каф. ИЭМС:

116. Результаты диссертационной работы используются при чтении оригинального курса лекций "Технология кремниевых микросистем" для студентов магистратуры ЭКТ-факультета.

117. Результаты диссертации использовались студентами при подготовке дипломных проектов и магистерских диссертаций по тематике "Методы сканирующей зондовой микроскопии"1. Декан факультета

118. Электроники и компьютерных технологий,профессордоцент1. Зам.зав.каф. ИЭМС,1. М.Г.Путрял

119. АКТ о внедрении Результатов диссертационной работы Лемешко С.В.

120. АКТ о внедрении результатов диссертационной работы Лемешко С.В.

121. Настоящим актом подтверждается, что методика локальной модификации свойств поверхности проводящим кантилевером СЗМ внедрена в программное обеспечение, поставляемое со сканирующими зондовыми микроскопами, производимыми компанией «НТ-МДТ».

122. Правительство Москвы Московский Комитет Образования1. ДИПЛОМ

123. Настоящий диплом подтверждает, чтоаспирант

124. Лгмгшко Сергей ^Владимировичявляется лауреатом конкурса Международной Соросовской Программы Образованияв'в г. МОСКВЕ

125. Мэр ------------ЮМ. Лужков

126. Председатель МКО/г/Л,П'Кезина

127. Председатель ,0 [Ск>} ь^У Правления КБЕР (У^- ^^ Уу^ЖН. Сойфер1. Сентябрь 2000 г.