автореферат диссертации по электронике, 05.27.06, диссертация на тему:Получение и исследование свойств наногетерогенных структур на основе системы вольфрам-углерод

Введение.

1. Технологические особенности формирования структур вольфрам-углерод.

1.1. Требования, предъявляемые к тонкопленочной системе вольфрам-углерод.

1.2. Современные способы формирования сверхтонких структур.

1.3. Получение сверхтонких пленок при импульсной конденсации электроэрозионной дуговой плазмы.

1.4. Выводы.

2. Конструктивно-технологические решения формирования > • Vj л» сверхтонких пленок в двухкана^^ой установке импульсного осаждения электроэрозионной дуговой плазмы.

2.1. Особенности генерации электроэрозионной плазмы с лазерным возбуждением основной дуги.

2.2. Двухканальная плазмооптическая система.

2.3. Нормировка скорости осаждения электроэрозионной дуговой плазмы.

2.4. Выводы.

3. Получение и исследование свойств наногетерогенных структур вольфрам-углерод, полученных при импульсной конденсации электроэрозионной плазмы.

3.1. Получение и свойства сверхтонких пленок вольфрама.

3.2. Получение и свойства сверхтонких пленок углерода.

3.3. Исследование стабильности границы раздела вольфрам-углерод.

3.4. Получение и свойства сверхтонких пленок состава WXC.

3.5. Исследование проводимости сверхтонких пленок WXC.

3.6. Выводы.

4. Практическое применение структур вольфрам-углерод.

4.1. Многофункциональные сверхтонкие пленки WXC для кантилеверов сканирующих зондовых микроскопов.

4.2. Перспективы использования импульсной конденсации электроэрозионной дуговой плазмы для многослойных элементов рентгеновской оптики.

4.3. Выводы.

В последнее десятилетие проявляется постоянно возрастающий интерес к тонким пленкам субмикронного и нанометрового диапазона. Это вызвано как потребностями традиционной микроэлектроники, так и развитием других областей прикладных и фундаментальных исследований, в которых предъявляются специфические требования к методам получения и свойствам сверхтонких пленок (толщиной от 1 нм). Технологическая база микроэлектроники, позволяющая на данный момент воспроизводимое формирование топографических размеров до 0,18 мкм, существенно ограничивает выбор как способов получения пленок металлов и диэлектриков, так и материалов, которые могут быть использованы для металлизации и изоляции полупроводниковых структур [1,2].

Развитие микромеханики и, в частности, сканирующей зондовой микроскопии (СЗМ) как перспективного метода исследования и модификации поверхности непосредственно связано с совершенствованием инструментальных средств СЗМ, а именно с созданием многофункциональных сверхтонких покрытий с заданными свойствами для зондов СЗМ, расширяя тем самым возможность модификации поверхности (нанолитография) и измерения множества характеристик изучаемых материалов и структур.

Другим направлением, в котором современные достижения тесно связаны с развитием современной тонкопленочной технологии, является многослойная рентгеновская оптика: создание защитных и отражающих покрытий нормального и скользящего падения. Толщина отдельных слоев оптических покрытий может достигать 0,4.0,6 нм, а их количество - 200 и более, поэтому здесь важен правильный выбор материалов с учетом их физико-химических особенностей и технологии нанесения покрытий.

Принимая во внимание вышеизложенное, большой интерес представляют тонкие пленки тугоплавких металлов, таких как Mo, W, Cr, Ti, а особенно их нитриды и карбиды, имеющие высокую температуру плавления, низкое удельное сопротивление и ряд других важных характеристик. В числе этих металлов свойства пленок вольфрама не могут остаться незамеченными. Обладая низким удельным сопротивлением, устойчивостью к электромиграции, они достаточно стабильны с точки зрения диффузионных процессов, протекающих на границах раздела пленок при повышенной температуре. Эти свойства позволяют использовать вольфрам не только в производстве интегральных схем, давая тем самым возможность решить вопрос уменьшения теплового старения приборов и стабилизации их электрических характеристик [3-15], но и заменить ряд других материалов с применением принципиально новых технологий.

Хотя существуют разные, уже отработанные методики формирования тонких пленок (триодное, магнетронное, ионно-лучевое распыление), все-таки нерешенным остается вопрос получения сплошных пленок заданной толщины (от 1 нм), требуемого состава и с хорошей адгезией. И основной проблемой при формировании является наличие островковой стадии роста, особенно характерной для роста металлических пленок и, по сути, ограничивающей минимально возможную толщину пленки. В этой связи особый интерес представляет поиск и разработка новых методов получения сверхтонких пленок металлов и диэлектриков с определенными свойствами. Одним из перспективных методов формирования сверхтонких пленок, удовлетворяющих требованиям по сплошности на минимальной толщине, контролю скорости осаждения, хорошей адгезии, является импульсное осаждение электроэрозионной дуговой плазмы.

Целью данной работы является получение и исследование свойств наногетерогенных систем на основе вольфрама и углерода, полученных при импульсной конденсации электроэрозионной дуговой плазмы.

Результаты исследований представлены в следующих разделах диссертационной работы.

В первом разделе рассматриваются проблемы формирования тонкопленочных покрытий, обсуждаются вопросы стабильности системы вольфрам-углерод и возможности создания пленок состава WXC с заданными свойствами. В первом разделе также анализируются современные методы осаждения тонких пленок, рассматриваются их достоинства и недостатки. Отмечается, что свойства пленок, а также их структура зависит от конкретного метода осаждения и технологических режимов. Далее рассматривается состояние разработок в области использования дуговых генераторов плазмы при осаждении пленок различных материалов. Выделяются основные моменты технологии осаждения дуговых конденсатов: инициация и стабилизация дугового разряда, сепарация капельной фазы из конденсируемого потока эрозионной плазмы.

Во втором разделе предлагается решение вопросов, связанных с особенностями генерации дуговой эрозионной плазмы, уменьшением плазменных потерь при последующей транспортировке плазмы через плазмооптическую систему, повышением скорости осаждения пленок, а также увеличением равномерности пленок по толщине. Представлена установка импульсного плазменного осаждения двумя независимыми генераторами электроэрозионной плазмы. Рассматриваются конструктивные особенности двухканальной плазмооптической системы. Также во втором разделе представлена методика, позволяющая определять скорость осаждения пленок по мере выработки катода для последующего воспроизводимого получения пленок заданной толщины.

В третьем разделе рассматриваются свойства сверхтонких пленок вольфрама и углерода: изменение морфологии их поверхности в процессе осаждения и последующей термообработки, стабильности границы раздела пленок вольфрам-углерод. Отмечается, что конденсация высокоскоростного плазменного потока позволяет получать пленки с менее развитым рельефом по сравнению с характерным для исходной поверхности подложки. Также в третьем разделе проанализированы возможности контролируемого синтеза пленок состава WXC и представлены результаты по исследованию проводимости данных сверхтонких пленок вольфрама и карбида вольфрама.

Четвертый раздел посвящен вопросам практического применения сверхтонких наногетерогенных структур вольфрам-углерод для формирования проводящих покрытий кантилеверов сканирующих зондовых микроскопов, а также* создания многослойных покрытий для рентгеновской оптики.

Научная новизна полученных результатов заключается в следующем: 1. Впервые экспериментально установлена возможность синтеза сверхтонких пленок карбида вольфрама при пониженных температурах при твердофазном взаимодействии и предложена физико-химическая модель образования карбида вольфрама в неупорядоченной двухслойной системе вольфрам-углерод.

2. Экспериментально определена и теоретически обоснована геометрия магнитного поля, создаваемого внешним соленоидом, в области выхода потока эрозионной плазмы из генераторов плазмы в зону смешения плазмооптической системы, обеспечивающая максимально возможное использование плазмообразующего вещества и повышающая равномерность осаждаемых пленок.

3. Предложена методика определения толщины сверхтонких (от 1 нм) пленок, включающая формирование тестовых полосок с использованием прямой и обратной литографии и последующее определение высоты профиля с помощью сканирующей зондовой микроскопии.

4. Экспериментально установлено существенное влияние исходной шероховатости подложки на проводимость неупорядоченных сверхтонких сплошных пленок вольфрама для случая, когда толщина пленки превышает длину свободного пробега электронов проводимости. Предложена полуэмпирическая зависимость проводимости неупорядоченных пленок вольфрама, учитывающая толщину пленки и исходную шероховатость подложки.

5. Впервые выявлена особенность конденсации высокоскоростных плазменных потоков, приводящая к планаризации поверхности роста сверхтонких пленок. Получены структуры с высотой неоднородностей по поверхности менее 0,1 нм.

Научная и практическая ценность работы состоит в следующем:

1. Оптимизированы режимы работы генераторов плазмы вольфрама и углерода с целью максимального выхода плазмообразующего вещества и получения сверхтонких пленок заданной толщины и состава.

2. Получены периодические структуры вольфрам-углерод с периодом от 1 нм с атомарной шероховатостью границ раздела слоев и стабильностью до температур порядка 773 К.

3. Получены сверхтонкие покрытия требуемого состава WXC при пониженных температурах на кантилеверах сканирующих зондовых микроскопов, обладающие высокой твердостью, износостойкостью, повышенной проводимостью и имеющие линейную ВАХ как при малых, так и при больших (до 10 В) напряжениях.

4. Результаты диссертационной работы использованы при выполнении двух научно-исследовательских работ в период с 1997 по 2001 год. Получен акт внедрения на проводящие покрытия состава WXC для кантилеверов СЗМ, выданный НИИФП им. Ф.В.Лукина.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Экспериментально установленная и теоретически обоснованная геометрия магнитного поля в области выхода потока эрозионной плазмы из генератора плазмы в зону смешения плазмооптической системы при различных режимах работы двух генераторов плазмы.

2. Методика определения толщины сверхтонких (от 1 нм) пленок, включающая формирование тестовых полосок с использованием прямой и обратной

10 литографии и последующее определение высоты профиля с помощью сканирующей зондовой микроскопии.

3. Исследование влияния морфологии поверхности подложки на проводимость неупорядоченных сверхтонких пленок вольфрама и изменение морфологии поверхности пленок вольфрама и углерода при последующей термообработке.

4. Получение периодических структур вольфрам-углерод с периодом от 1 нм при импульсной конденсации электроэрозионной дуговой плазмы.

5. Получение сверхтонких многофункциональных пленок WXC заданной толщины и проводимости при пониженных температурах для покрытий зондовых игл кантилеверов сканирующих зондовых микроскопов с линейной ВАХ во всем диапазоне рабочих напряжений.

4.3. ВЫВОДЫ

1. Получены покрытия на основе карбида вольфрама толщиной от 1 до 10 нм на кремниевых канталеверах СЗМ. Наиболее качественные характеристики имеют кантилеверы с покрытием W2C, полученным при твердофазной реакции в системе вольфрам-углерод.

2. ВАХ кантилеверов имеют линейную форму в области малых напряжений, а рабочая поверхность зондирующей иглы свободна от диэлектрического слоя и сорбированной влаги.

3. Интегральное сопротивление кантилевера не зависит от толщины покрытия и определяется проводимостью балки кантилевера и, следовательно, хорошим омическим контактом между материалом кантилевера и W2C покрытием.

4. Многослойные покрытия на основе системы W/C имеют коэффициент отражения не хуже 50% для периода от 10 нм и стабильны до температуры 773 К.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. Экспериментально определена и теоретически обоснована топология магнитного поля, создаваемого внешним соленоидом, в области выхода потока эрозионной плазмы из генератора в зону смешения плазмооптической системы при асинхронном и периодическом режимах работы двух генераторов плазмы.

2. Оптимизированы режимы работы генераторов плазмы вольфрама и углерода с целью максимального выхода плазмообразующего вещества и получения сверхтонких пленок заданной толщины и состава.

3. Предложена методика определения толщины сверхтонких (от 1 нм) пленок, включающая формирование тестовых полосок с использованием прямой и обратной литографии и последующее определение высоты профиля с помощью СЗМ.

4. Плотность пленок вольфрама и углерода, полученных при импульсной конденсации электроэрозионной дуговой плазмы, составляет соответственно 19,4 и 3,1 г/см3.

5. В процессе осаждения вольфрама и углерода происходит сглаживание рельефа исходной поверхности подложек, при этом средняя шероховатость составляет 0,1 нм для поверхности вольфрама и 0,08 нм для поверхности углерода. При термообработке пленок до 1173 К шероховатость возрастает, однако остается меньше исходной шероховатости подложки.

6. Проводимость нетермообработанных пленок вольфрама и карбида вольфрама определяется проводимостью неупорядоченной пленки вольфрама и составляет величину 2,25 мкОм-м. При термообработке до 1173 К удельное сопротивление пленок вольфрама толщиной до 10 нм уменьшается и принимает значение 0,32 мкОм-м. Удельное сопротивление пленок состава WXC определяется исходным соотношением толщины слоев вольфрама и углерода и при температуре отжига 1173 К составляет для пленок состава W2C и WC величины 0,49 мкОм-м и 1,5 мкОм-м соответственно.

7. Граница раздела вольфрам-углерод остается стабильной до температуры отжига 773 К. Стабильность границы до температуры отжига порядка 973 К определяется исходной толщиной слоя углерода: при избыточном количестве углерода происходит формирование эффективного барьерного слоя WC, затрудняющего дальнейшую диффузию углерода и вольфрама.

8. Пленки состава WXC могут быть сформированы диффузией углерода из газовой фазы в пленку вольфрама или при твердофазной реакции между слоями вольфрама и углерода. Состав пленки определяется температурой обработки структур: формирование пленок W2C происходит до температуры 973 К, а преимущественное формирование пленок WC заканчивается до температуры 1173 К. Получены покрытия на основе карбида вольфрама толщиной от 1 до 10 нм на кремниевых канталеверах СЗМ. Наиболее качественные характеристики имеют кантилеверы с покрытием W2C, полученным при твердофазной реакции в системе вольфрам-углерод.

9. ВАХ кантилеверов имеют линейную форму в области малых напряжений, а рабочая поверхность зондирующей иглы свободна от диэлектрического слоя и сорбированной влаги.

135

10. Интегральное сопротивление кантилевера не зависит от толщины покрытия и определяется проводимостью балки кантилевера и, следовательно, хорошим омическим контактом между материалом кантилевера и W2C покрытием.

11. Многослойные покрытия на основе системы W/C имеют коэффициент отражения не хуже 50% для периода от 10 нм и стабильны до температуры 775 К.

12. На покрытия состава WXC для кремниевых кантилеверов СЗМ получен акт внедрения, выданный ГосНИИ физических проблем им. Ф.В.Лукина.

1. З.Ю.Готра. Справочник по технологии микроэлектронных устройств.-Львов: Каменяр.-1986.-287 с.

2. В.И.Трофимов, В.А.Осадченко. Рост и морфология тонких пленок.-М.: Энергоатомиздат.-1993.-272 с.

3. Y.K. Fang, H.M.Yang. Observations aluminum diffusion and its effect on the specific contact resistance of Al/W/Si ohmic contact//Thin Solid Films.-1989,-V.177.-№l.-P.91-97.

4. S.Swirhun, K.C.Sarazvat, R.M.Swanson. Contact resistance of LPCVD W/Al and p+ Si/W/Si metallisation/ЛЕЕЕ Electron Device Lett.-1984.- DL-5.-№6.-P.2090-2095.

5. V.Kumar. Fabrication and thermal stability of W/Si ohmic contacts// J. Electrochem. Soc.-1976.-V.l23.-№2.-P.262-269.

6. O.Thomas, A.Charai, F.M.Dheurle, T.G.Finstad, R.V.Joshi. Comparison of the diffusion barrier properties of tungsten films prepared by hydrogen and silicon reduction of tungsten hexafluoride//Thin Solid Films.-1989.-V.177.--Nol.-P.343-357.

7. T.Hara, H.Hayashida, S.Takahashi, A.Yamanoue. Tungsten silicide barrier layers in aluminium ohmic contacts systems//Thin Solid Films.-1989.-V.177.-№1.- P.9-16.

8. K.Holloway, R.Sinclair. AmorphousTi-Si alloy formed by interdiffusion of amorphous Si and crystalline Ti multilayers//J. Appl. Phys.-1987.-V.61.-№4.-P.1359-1364.

9. Z.M.Stepien, J.Kukulka. Investigation of self-diffusion on tungsten by field emission microscopy//Surf. Sci.-1989.-V.216.-P.505-508.

10. W.Pletschen, N.Herres, M.Meier, et al. Properties of sequentially sputtered tungsten silicidethin films//Appl. Surf. Sci.-1989.-V.38.-P.259-268.

11. E.Koetter, D.Dracova, G.Doyen. Theory of atom transfer between an aluminum and a tungsten electrode//Surf. Sci.-1995.-V.331-333.-P.679-684.

12. Плазменная технология в производстве СБИС/Под ред. Н.Айнспрука и Д.Брауна. -М.:"Мир".-1987.

13. Современные проблемы физической химии поверхности полупроводников/Сб. научных трудов.-Новосибирск: "Наука".-1988.

14. J.Benning, Ch.Gerber, E.Stoll, T.R.Albrcht, C.F.Quate. Atomic resolution with atomic force microscope//Surface.-1987.-V.189-190.-P.l-6.

15. P.J.Gallo, A.J.Kulic, N.A.Burnham, F.Oulevey, G.Gremaud. Electrical conductivity SFM study of an ultrafiltration membrane//Nanotechnology.-1997.-V.8.-P.10-13.

16. H.J.Mamin, S.Chiang, H.Birk, P.H.Guethner, D.Rugar. Gold deposition from a scanning tunneling microscope tip//J. Vac. Sci. Technol. B-1991.-V.9-№2.-P.1398-1402.

17. J.A.Dagata, J.Schneir, H.H.Harary, J.Bennett, W.Tseng. Pattern generation on semiconductor surface by a scanning tunneling microscope operation in air//J. Vac. Sci. Technol. B-1991.-V.9-№2.-P.1384-1388.

18. E.Hartmann, R.J.Behm, J.Krotz, G. Mtiller, F.Koch. Writing electronically nanometer scale structures with a scanning tunneling microscope//Appl. Phys. Lett.-1991.-V.59.-№17.-P.2136-2138.

19. А.Д.Ахсахалян, С.В.Гапонов, И.А.Дорофеев, С.В.Пестерев, Н.И.Полушкин, Н.Н.Салащенко, М.И.Токман. Нанометровая модификация многослойной структуры с помощью туннельного микроскопа//ЖТФ.-1994.-Т.64.-№4,-С.144-155.

20. R.E.Thomson, J.Moreland. Development of highly conductive cantilevers for atomic force microscopy point contact measurements//!. Vac. Sci. Technol. B-1995.-V.13.-№3.-P.l 123-1125.

21. F.Houze, R.Meyerm O.Scheneegans, L.Bayer. Imaging the local electrical properties of metal surface by atomic force microscopy with conducting probes//Appl. Phys. Lett.-1996.-V.69.-№9.-P.1324-1326.

22. В.А.Быков. Микромеханика для сканирующей зондовой микроскопии и нанотехнологии//МСТ.-2000.-№1 .-С.21-33.

23. A. Oral, S.J.Bending, M.Henini. Real-time scanning probe Hall probe microscopy//Appl. Phys. Lett.-1996.-V.69.- №9.-P.1324-1326.

24. H.Fujisava, M.Shimizu, T.Horiuchi, T.Shiosaki, K.Matsushige. Investigation of the current path of Pb(Zr, Ti)03 films thin using an atomic force microscope with simultaneous current measurement//Appl. Phys. Lett.-1997.-V.71.- №3.-P.416-418.

25. И.А.Житник, С.В.Кузин, В.А.Слемзин. Многослойная и кристаллическая рентгеновская оптика для солнечной рентгеновской астрономии//Поверхность.-1999.-№ 1 .-С. 19-27.

26. С.В.Бобашев, Д.М.Симоновский, А.А.Сорокин, Л.А.Щмаенок. Приборы для диагностики плазмы на многослойных зеркалах//Поверхность.-1999.-№1.-С.14-18.

27. Н.Н.Салащенко. Исследования в области многослойной рентгеновской оптики в институте физики микроструктур//Поверхность.-1999.-№1-С.50-60.

28. Е.А.Бугаев, Е.Н.Зубарев, В.В.Кондратенко, Л.В.Пеньков, Ю.П.Першин, А.И.Федоренко. Структурные и фазовые превращения в многослойных рентгеновских зеркалах при их конденсации и отжиге//Поверхность.-1999.-№1-С.102-110.

29. А.И.Волохов, Э.П.Кругляков, Н.И.Чхало. Подложки для многослойных рентгеновских зеркал//Поверхность.-1999.-№1-С .130-132.

30. Э.П.Кругляков, А.Д.Николаенко, Е.П.Семионов, Е.Д.Чхало, Н.И.Чхало. Спектрометры на основе рентгеновских зеркал для диагностики высокотемпературной плазмы//Поверхность.-1999.-№1-С. 149-154.

31. В.А.Бойко, Ф.В.Бункин, С.В.Гапонов. Наблюдение ВУФ-спектров лазерной плазмы с помощью многослойных рентгеновских зеркал//Тез.докл. Всесоюзного семинара по методам синтеза и применению многослойных интерференционных систем. Москва, 1984.-С.89-90.

32. J.H.Underwood, T.W.Barbee, C.Frieber. X-ray microscope with multilayer mirrors//Appl. Opt.-1986.-V.25.- №11.-P.1730-1732.

33. А.И.Чумаков, Г.В.Смирнов, С.С.Андреев, Н.Н.Салащенко, С.И.Шинкарев. Чисто ядерная дифракция у-излучения в резонансном многослойном зеркале//Письма в ЖЭТФ.-1992.-Т.55.-№9-10.-С.495-499.

34. С.А.Гусев, Ю.Н.Ноздрин, Д.Б.Розенштейн. Магнитный ориентационный переход в многослойных структурах Co/Pd //УФН.-1995.-Т.165.-№11.-С. 13411343.

35. С.А.Гусев, Ю.Н.Ноздрин, Д.Б.Розенштейн, А.Е.Целев. Влияние термического отжига на магнитные свойства тонких пленок сплава Co-Pd //ЖТФ.-1998.-Т.68.-№4.-С.66-70.

36. S.A.Gusev, N.A.Korotkova, A.A.Fraerman, D.B.Rozenstein. Ferromagnetic filaments fabrication in porous Si matrix (invited)//J. Appl. Phys.-1994.-V.76.-№10.-P.6671-6672.

37. N.I.Polushkin, S.A. Gusev, M.N.Drozdov, V.N.Petryakov. Arrays of magnetic wires created in phase-separating Fe-containing alloys by interference laser irradiation//J. Appl. Phys.-1997.-V.81.-№10.-P.5478-5480.

38. E.Spiller, A.E.Rosenbluth. Determination of thickness errors and boundary roughness from the measured performance of a multilayer coating//Proc.SPIE.-1985.-V.563.-P.221-236.

39. С.В.Гапонов, В.М.Генкин, Н.Н.Салащенко, А.А.Фраерман. Рассеяние нейтронного и рентгеновского излучения в диапазоне 10-300 А на периодических структурах с шероховатыми границами//Письма в ЖЭТФ.-1985.-Т.46.-№2.-С.53-55.

40. J.H.Underwood, T.W.Barbee. Layered synthetic microstructure as Bragg diffractors for X-rays and extreme ultraviolet: theory and predicted perfomance//Appl. Opt.-1981.-V.20.- №17.-P.3027-3034.

41. P.Vincent, B.Vidal. Metallic multilayers for X-rays using classical thin-films theory// Appl. Opt.-1984.-V.23 .-№11 .-P. 1794-1801.

42. В.Уорбартон, З.Рек, Т.Барби. Исследование качества многослойных покрытий для рентгеновской оптики//Рентгеновская оптика и микроскопия/Под ред. Г.Шмаля, Д.Рудольфа.-М.: Мир.-1987.-С.222-231.

43. Е.Спиллер. Сканирующий рентгеновский микроскоп с зеркаломи нормального падения/Под ред. Г.Шмаля, Д.Рудольфа. Пер с нем.-1987.-М: Мир.-С.305-311.

44. С.В.Гапонов, В.М.Генкин, Н.Н.Салащенко, А.А.Фраерман. рассеяние мягкого рентгеновского излучения и холодных нейтронов на многослойных структурах с шероховатыми границами//ЖТФ.-1986.-Т.56.-С.708-714.

45. E.SpiIler. Reflective multilayer coatings in the far UV-region//Appl. Opt.-1976.-V.15.-№12.-P.2333-2338.

46. P.Boher, Ph.Houdy, C. Schiller. Interface analysis of sputtered W-C, Rh-C and NiC multilayers for soft X-ray applications//Thin Solid Films.-1989.-V.171.-№l-2.-P.161-172.

47. С.В.Лемешко, В.М.Рощин, В.И.Шевяков. Исследование наноструктур на основе сканирующей электрически проводящей микроскопии//Тез. докл. на Всероссийской научно-технической конференции «Микро- и наноэлектроника 98».Звенигород, 1998.-Т.2.-С.РЗ-5.

48. V.Scheveakov, S.Lemeshko, V.Roschin. Conductive SPM probes of base Ti or W refractory compounds/ZNanotechnology.-1998.-№9.-P.352-355.

49. V. Dupuis, M.F. Ravet, C. Tete, M. Piecuch, Y. Lepetre, r. Rivoira, E. Ziegler. Thermal evolution of X/C multilayers (with X=W, Ni, or SiWSi): A systematic study//J. Appl. Phys.-1990.-V.68.-№ 10.-P.5146-5154.

50. G.M. Lamble, S.M. Heald, D.E. Sayers, E. Ziegler, P.J. Viccaro. Tungsten-carbon multilayer composition and the effects of annealing: A glancing angle extended x-ray absorption fine structure study//J. Appl. Phys.-1989.-V.65.-№ 11.-P.4250-4255.

51. P. Ruterana, J.-P. Chevalier, P. Houdy. The structure of ultrathin C/W and Si/W multilayers performance in soft x-ray optics//J. Appl. Phys.-1989.-V.65.-№10.-P.3907-3913.

52. H.L. Bai, E.Y. Jiang, C.D. Wang, D.C. Sun. Thermal evolution of carbon in annealed Co/C soft x-ray multilayers//J. Appl. Phys.-1996.-V.80.-№ 3.-P.1428-1436.

53. Y. Lepetre, E. Ziegler , Ivan K. Schuller, R. Rivoira. Anomalous expansion of tungsten-carbon multilayers used in x-ray optics//J. Appl. Phys.-1986.-V.60.-№ 7.-P.2301-2303.

54. E.Ziegler, Y.Lepetre, Ivan K. Schuller, E.Spiller. Stability of multilayers for synchrotron optics//Appl. Phys. Lett.-1986.-V.48.-№20.-P.1354-1356.

55. Tetsuya Oshino, Daisuke Shindo, Makoto Hirabayashi, Eiji Aoyagi, Hideo Nikaido. Transmission electron microscopy study on microstructure of tungsten/carbon multilayers films//Japn. J. Appl. Phys.-1989.-V.28.-№10.-P.1909-1914.

56. A.F. Jankovsky, L.R. Schrawyer, M.A. Wall. Structural stability of heat-treated W/C and W/B4C multilayers//J. Appl. Phys.-1990.-Y.68.-№10.-P.5162-5169.

57. A.H. Carim, A.F. De Jong, P.H.Houdy. Crystallisation of p-WC^ in W-C multilayers//Thin Solid Films.-1989.-V.176.-№ 1-2.-P.171-182.

58. Справочник "Тугоплавкие соединения"/Под ред. Г.В.Самсонова, М.Винницкого.-М: Металлургия.-1976.

59. J.Kurt, K.Lindent. Self passivated GaAs/W mixer diode//Solid State Electronics.-1976.-V.19.-P.842-849.

60. J.M.Broto, J.C.Ousset, H.Racoto, B.Vidal, Z.Jiang, A.Sdaq, A.Khmou. Transport propeties of sputtered W/C multilayers in high fields//J. Appl. Phys.-1997.-V.81.-№4.-P. 1820-1824.

61. K.Y.Ahn, C.Y.Ting, S.B.Brodski, P.M.Fryer, B.Davari, J.Angillelo, S.R.Herd, T.Licata. Proc.1985 Workshop on tungsten and other refractory metals for VLSI applications/Mat. Res. Soc.-1986.-P.239-247.

62. H.Nagata, S.Seki. Effect of Ar pressure on the sputter deposition of tungsten/carbon multilayer//Japn. J. Appl. Phys.-1990.-V.29.-№ 3.-P.569-570.

63. K.-H.Muller. Stress and microstructure of sputter-deposited thin films: Molecular dynamics investigations//! Appl. Phys.-1987.-V.62.- № 5.-P.1796-1799.

64. J.A.Thornton, D.W.Hoffman. Stress-related effects in thin films//Thin Solid Films.-1989.-V. 171.-№1-P.5-31.

65. H. Windishmann. Intrinsic stress in sputtered thin films//J. Vac. Sci. Technol.-1991.-A9.-№ 4.-P.2431-2436.

66. B.Window, K.-H.Mtiller. Strain, ion bombardment and energetic neutrals in magnetron sputtering//Thin Solid Films.-1989.-V.171.-№1-P.183-196.

67. M.S.Hugon, F.Varniere, B.Agins. Stress, microstructure and resistivity of thin tungsten films deposited by RF magnetron sputtering//Appl. Surf. Sci.-1989.-V.3 8.-P.269-285.

68. В.В.Гвоздев, М.А.Курзанов, А.М.Марахтанов. Ионный токоперенос в распылительных системах//Физика плазмы.-1999.-Т.25.-№5.-С.488-492.

69. В.Н.Черняев, А.А.Кондрашин. Исследование процесса осаждения пленок различных материалов методом импульсного плазменного испарения//Э.Т.Сер. Материалы.-1980.-Вып.5.-С.116-123.

70. Е.Б.Соколов, Т.О.Попова, В.М.Рощин, Г.А.Сазонова, Т.И.Гогричиани. Исследование и разработка конструктивно-технологических и3 5о НИР. Книга 5 (заключительный)/МИЭТ.-Г.Р.№Ф34615/8001698.-М.:МИЭТ.-1988.-64 с.

71. 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.

72. Г.П.Богачев, В.С.Великих, В.П.Гончаренко и др. Износостойкие покрытия на основе нитрида титана, полученные методом КИБ//Э.Т. сер.7 ТОПО.-1981.-Вып.1(104).-С.46-48.

73. В.Н.Черняев и др. Импульсный генератор металлической плазмы для получения пленок//Э.Т. Сер.7 ТОПО.-1980.-Вып.З(100).-С.8-11.

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

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

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

77. И.Н.Сливнов. Процессы при высоком напряжении в вакууме.-М.: Энергия.-1986.

78. Б.А.Осадин, Н.В.Русаков. К конденсации эрозионной плазмы//ЖТФ.-1974.-Т.ХЫУ.-Вып.2.-С.477-478.

79. Вакуумные дуги/Под ред. Дж.Лаферти.-М.: Мир.-1982.

80. Н.Н.Остроухов, М.И.Черняев. Эффективность сепарации капельной фазы и особенности конденсации металлических пленок из плазмы вакуумной дуги// Э.Т. Сер. Материалы.-1986.-Вып.Э(214).-С.34-37.

81. Г.Ф.Ивановский, Н.М.Карпюк. Реактивное осаждение дуговых конденсатов в ионизированной среде//Э.Т. сер.7 ТОПО.-1980.-Вып.6(103).-С.49-51.

82. Н.Тоуа, T.Hayashi, H.Sasao. Voltage/current characteristic at the metal shield surrounding high-current vacuum arcs//J.Appl.Phys.-1989.-V.65.-№l.-P.64-69.

83. P.D.Swift, D.R.McKenzie, I.S.Falconer, P.J.Martin. Cathode spot phenomena in titanium vacuum arcs//J.Appl.Phys.-1989.-V.66.-№2.-P.505-512.

84. И.И.Аксенов и др. Устройство для очистки плазмы вакуумной дуги от макрочастиц//ПТЭ.-1978.-№5.-С.236-237.

85. S.Anders, S.Raoux, K.Krishnan, R.A.MacGill, I.J.Broun. Plasma distribution of cathodic arc deposition systems//J.Appl.Phys.-1996.-V.79.-№9.-P.6785-6790.

86. M.M.M.Bilek. The effect of magnetic field configuration on plasma beam profiles in curved magnetic filters// JAppl.Phys.-1999.-V.85.-№>9.-P.6385-6391.

87. B. Altercop, E. Gidalevich, S. Goldsmith, R.L. Boxman. Vacuum arc plasma jet propagetion in a toroidal duct//J. Appl. Phys.-1996.-V.79.-№9.-P.6791-6803.

88. Т.О.Попова, В.В.Волков, А.А.Савельев. Осаждение пленок тугоплавких металлов и их соединений из потоков эрозионной дуговой плазмы. Отчет о НИР. Г.Р.№8Ф00920.-М.:МИЭТ.-1990,-108 с.

89. В.М.Рощин, О.Л.Чмырова, С.В.Лемешко, В.И.Шевяков. Методика определения толщины сверхтонких пленок с использованием СЗМ//Известия вузов. Сер. Электроника.-2001. В печати.

90. В.М.Рощин. Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук "Формирование и исследование свойств тонких пленок вольфрама, полученных при импульсной конденсации электроэрозионной плазмы".-М.: МИЭТ.-1997.

91. В.М.Рощин, О.Л.Чмырова, С.В.Лемешко, В.И.Шевяков. Изменение морфологии поверхности сверхтонких (до 7 нм) пленок вольфрама при термообработке. Оборонный комплекс научно-техническому прогрессу России. М: ТУП «ВИМИ».-2000.-№2.-С.З-6.

92. К.Л.Чопра. Электрические явления в тонких пленках/Пер. с англ. под ред. Т.Д.Шермергора.-М.: Мир.-1972.-436с.

93. Технология тонких пленок. Справочник/Под ред. Л.Майссела и Р.Гленга.-М.: Советское радио.-1977.

94. Ч.Киттель. Введение в физику твердого тела.-М.: Наука.-1978.-792 с.

95. K.Fuchs. The conductivity of thin metallic films according to the electron theory of metals//Proc. Cambridge Philos. Soc.-1938.-V.34.-P.100.

96. Ю.Ф.Комник. Физика металлических пленок.-M.: Атомиздат.-1979.-264 с.

97. S.В.Softer. Effect of weak surface autocorrelation on the size effect in electrical condition//Phys.Rev.B.-1970.-V.2.-P.3894.

98. В.М.Рощин, В.И.Шевяков, О.Л.Чмырова, С.В.Лемешко. Влияние рельефа границы раздела пленка—подложка на проводимость сверхтонких неупорядоченных пленок вольфрама// Оборонный комплекс научно-техническому прогрессу России.-М: ТУП «ВИМИ», 2001.-№1.-С.З-6.

99. В.М.Рощин, О.Л.Чмырова, В.И.Шевяков, С.В.Лемешко. Удельное сопротивление сверхтонких пленок карбида вольфрама//Тезисы докладов Всероссийской научно-технической конференции "Новые материалы и технологии 98".-М: МАТИ, 1998.-С. 266-267.

100. Свойства, получение и применение тугоплавких соединений/ Под ред. Т.Я.Косолаповой.-М:Металлургия.-1986.-928 с.1. УТВЕРЖДАЮ' Ректар МИЭТ

101. УТВЕРЖДАЮ" Зам. директора НИИфизичеокмгьнроблем им. Ф.В.Лукина1. В.Д.Вернер / 19998 г.1. РД7Шау^енко 19998 г.1. АКТ о внедрениирезультатов диссертационной работы Чмыровой О.Л.

102. Проректор по учебной работе д.ф.:м-.н., профессор1. Н « 'иаЛ » 2001 г.1. А.С.Поспелов1. АКТоб использовании результатов диссертационной работы в учебном процессе Московского государственного института электронной техники

103. Научный руководитель К.т.н., с.н.с.1. Д.т.н., профессор1. В.И.Каракеян1. В.М.Рощин1. ULTRASHARP1. SILICON CANTILEVERS

104. Properties of Ultrasharp silicon conductive cantilevers

105. Fig.1 The SEM image of Si tip without coating (a) and the SEM image of Si tip with conductive coating (b). Thickness of the coating is about 4 nm

106. Surface of conductive coatings

107. Contact between coating and silicon cantilever base

108. Fig.2 ► Current-voltage characteristic of the conductive cantilever-HOPG graphite system1. I 20-20-4 -2 0 2 4 U, V

109. Fig.3a. SIMS profiles of the element distribution in W-Si structure (before special annealing)

110. Fig.3b. SIMS profiles of the element distribution in W2C-Si structure (after special annealing)

111. Fig.4. Distribution of Boron in Si cantilever

112. Efectrophysical properties of W2C, Til\l and TiO coatings

113. T^W.C) =■■ 302,S°C; '!'„,, i, (.'It N > = 3220°C; Tmdl(Ti0) = 2130°C high electromigration firmness since the electromigration resistance of the materials is directly proportional to the melting point.

114. Conductive cantilevers application

115. A Fig.5a. The AFM image of TiO film surface

116. Fig.5b. The current density distribution of TiO film surface20 цт20 цт003 nA20 цт

117. A Fig.6a. The AFM image of W2C film surface

118. A Fig.6b. The current density distribution of W2C film surface

119. Jf you have any special requests or requirements,1. NT-MDT

120. Molecular Devices and Toots for NatioTechttology

121. NT-MDT Co. and Silicon-MDT Ud. are subsidiaries of MOT-CorporationjnSfficon-MOT

122. Silicon MicroDevices ami Technologies

123. Silicon-MDT Ltd., P08 50, 103305, Moscow, Russia tel: +7 (095) 532-5535 e-mail: info@siliconmdt.com fax: +7 (095) 532-9338 http://www.siliconmdt.com