Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Получение пленок арсенида галлия 9
1.1. Свойства арсенида галлия 9
1.2 Применение тонких плёнок в современной технике 13
1.3 Метод выращивания GaAs 15
1.4 Методы нанесения тонких пленок 22
1.5 Импульсные методы осаждения тонких плёнок 30
1.6 Особенности роста плёнок в условиях непрерывной и импульсной конденсации . 39
Глава 2. Оборудование и методика эксперимента 49
2.1. Сильноточный импульсный ионный ускоритель «ТЕМП» 49
2.2 Методика эксперимента 56
2.3 Диодные системы 59
2.4. Методы анализа применяемые для полупроводниковых пленок 67
2.5 Методы определения состава и профилей концентрации 70
Глава 3. Коэффициент эрозии мишени из GAAS при воздействии импульсного мощного ионного пучка 73
3.1 Морфология поверхности мишени из GaAs при воздействии МИЛ 74
3.2 Исследование стехиометрического состава мишени и размера кристаллитов при воздействии МИП 81
3.3. Коэффициент импульсной эрозии GaAs при воздействии МИП 86
3.4. Угловая зависимость распространения материала эрозии GaAs при воздействии МИЛ 89
Глава 4. Осаждение пленок GAAS из абляционной плазмы, формируемой импульсным мощным ионным пучком 95
4.1.Морфология поверхности 96
4.2. Стехиометрический состав пленок GaAs 108
4.3. Анализ структуры пленок 110
4.4. Исследование пленок GaAs на диэлектрической подложке методом Рамановской спектроскопии 113
Заключение 121
Литература 123
- Применение тонких плёнок в современной технике
- Особенности роста плёнок в условиях непрерывной и импульсной конденсации
- Методы анализа применяемые для полупроводниковых пленок
- Исследование стехиометрического состава мишени и размера кристаллитов при воздействии МИП
Введение к работе
Успехи в создании источников мощных ионных пучков (МИП) с плотностью мощности Р =10 —10 Вт/см открыли широкие возможности для изучения новых физических явлений, происходящих при взаимодействии концентрированных потоков энергии с конденсированными средами, и решения многих задач, имеющих большое научное и практическое значение. В связи с возрастающим интересом к практическому использованию тонких пленок и покрытий различного назначения, высокий интерес представляют исследования процессов осаждения тонких пленок из абляционной плазмы формируемой мощным ионным пучком на мишени. Среди различных видов импульсных концентрированных потоков энергии которые могут быть использованы для создания абляционной плазмы (импульсные электронные пучки, импульсное лазерное излучение, искровой пробой, импульсные плазменные потоки) импульсные мощные ионные пучки (МИП) обладают рядом объективных преимуществ. Пробег ионов и глубина поглощения энергии определяемая температуропроводностью материала и длительностью импульса сравнимы для металлов и полупроводников - это определяет коэффициент использования энергии переносимой ионным пучком. Сечение пучка имеет размеры в единицы и десятки квадратных сантиметров, что позволяет получать достаточно равномерные по толщине пленки без сканирования пучка. Существующие методы вакуумного осаждения тонких пленок имеют ряд проблем, связанных с низким коэффициентом использования материала мишени, сохранением стехиометрического состава мишени при получении пленок сложного химического состава, низкой скоростью осаждения. Многие из этих проблем могут быть решены при осаждении с помощью импульсного мощного ионного пучка (МИП). Особенностью данного метода осаждения является использование плотной (~10 —10 см") абляционной плазмы, имеющей узкую направленность и высокую скорость (~105 см/с) распространения, что позволяет реализовать высокоскоростное осаждение с
5 регулируемой толщиной осаждаемых пленок за один импульс от ~ 10"9 до 10"6м. Метод позволяет при использовании широкоапертурных МИЛ и сканировании пучка получать покрытия на значительных площадях, определяемых только размерами рабочей камеры.
В данной работе проведены исследования импульсной эрозии арсенида галлия и осаждения тонких пленок при последовательном воздействии серии импульсов тока ионного пучка. Работа имеет явно выраженную практическую направленность заключающуюся в возможности использования этого метода для создания в перспективе солнечных фотоэлементов на основе этого материала. Двухатомное химическое соединение (GaAs) в качестве материала мишени для импульсной эрозии представляет самостоятельное научное значение с целью обоснования параметров пучка для сохранения стехиометрического состава пленки.
С конца 50-х годов арсенид галлия привлек к себе внимание как полупроводниковый материал, способный в будущем в ряде специальных случаев заменить кремний в технологиях микроэлектроники и солнечной энергетики. Это объясняется таким его особенностями, как: - почти идеальная для однопереходных солнечных элементов ширина запрещенной зоны 1,43 эВ; повышенная способность к поглощению солнечного излучения: требуется слой толщиной всего в несколько микрон; высокая радиационная стойкость, что совместно с высокой эффективностью делает этот материал чрезвычайно привлекательным для использования в космических аппаратах;
Главное достоинство арсенида галлия и сплавов на его основе — широкий диапазон возможностей для проектирования СЭ. Фотоэлемент на основе GaAs может состоять из нескольких слоев различного состава. Это позволяет разработчику с большой точностью управлять генерацией носителей заряда, что в кремниевых СЭ ограничено допустимым уровнем легирования.
Основной недостаток использования арсенида галлия в солнечных элементах — высокая стоимость, включающая и стоимость осаждения пленок. Развитие импульсных методов осаждения характеризующихся низкими удельными энергозатратами и потенциально высокой производительностью может в значительной степени снизить стоимость получения полупроводниковых пленок.
Необходимо отметить, что в научной литературе встречаются понятия как импульсной эрозии материала мишени, так и импульсной абляции включающей процесс удаления материала с поверхности мишени и формирование пароплазменного факела включающего конденсированные частицы. Эти понятия мы будем использовать в данной диссертационной работе.
Целью настоящей работы является исследование импульсной эрозии мишеней из GaAs, получение и исследование тонких пленок GaAs полученных методом осаждения из абляционной плазмы, образуемой на поверхности мишени из GaAs при воздействии МИЛ наносекундной длительности с плотностью мощности 40—150 МВт/см .
Основными задачами данной работы являются:
Исследование коэффициента импульсной эрозии массивных мишеней из GaAs и угловой зависимости распространения абляционного материала.
Исследования морфологии поверхности мишени из GaAs и её влияние на коэффициент импульсной эрозии при воздействии МИЛ с варьируемым числом импульсов.
Исследование стехиометрического состава мишени и размера формируемых кристаллитов при воздействии МИЛ.
Исследование морфологии поверхности и определение структуры пленок GaAs.
Измерение стехиометрического состава пленок GaAs.
Исследование осаждения пленок GaAs на диэлектрические подложки.
Научная новизна работы заключается в том, что:
Впервые показано, что МИЛ с плотностью 40—150 МВт/см могут использоваться для осаждения пленок GaAs на диэлектрические и полупроводниковые подложки.
При воздействии МИЛ на монокристаллическую мишень из GaAs в поверхностном слое (5-6 мкм) формируется поликристаллическая структура, размер кристаллитов составляет величину 20 ± 10 нм.
3. Показано, что при осаждении пленок GaAs на диэлектрические полимерные подложки формируется структура на основе наноразмерных кристаллитов со средним размером зерна приблизительно 20 нм и действием растягивающих усилий на кристаллиты.
4. Угол распространения абляционного материала (0/2), формируемого на поверхности мишени из GaAs значительно меньше, чем при импульсной эрозии металлических материалов и составляет величину 12 ± 2.
Практическая ценность работы заключается в том, что на основе выполненных исследований разработан метод осаждения пленок GaAs на диэлектрические и полупроводниковые материалы, который позволяет значительно снизить себестоимость получения полупроводниковых пленок и создать в перспективе солнечные фотоэлементы. Пленки GaAs представляют практическую ценность для применения в полупроводниковой электронике.
Положения и результаты, выносимые на защиту:
1. Полупроводниковые пленки GaAs, получаемые путем импульсного
8 осаждения из абляционной плазмы, формируемой на поверхности мишеней мощным ионным пучком наносекундной длительности с плотностью мощности 40—150 МВт/см , являются макросплошными объектами. На диэлектрических подложках формируются поликристаллические пленки со средним размером кристаллитов 20нм при растягивающих напряжениях, на кремниевых подложках с более высокой теплопроводностью формируются нанокомпозитные пленки на основе аморфной фазы с нанокристаллитами размером около 20 нм.
2. Коэффициент импульсной эрозии мишени из GaAs и его разброс от импульса к импульсу тока МИЛ зависят от шероховатости её поверхности и уменьшаются с увеличением параметра шероховатости (Rz). Область шероховатости поверхности мишени - Rz более 30 мкм является областью с наименьшим разбросом коэффициента эрозии от импульса к импульсу и значением коэффициента импульсной эрозии за импульс 0,2 мГ/см .
При воздействии МИП на мишень из GaAs и числе импульсов более 10 формируется регулярная волнистая структура рельефа поверхности мишени в виде чередующихся выступов и впадин.
Пространственный угол распространения абляционного материала при воздействии МИП составляет 24 ± 4.
Стехиометрический состав пленки идентичен составу мишени, при средней скорости осаждения до 5 нм за импульс из абляционной плазмы, получаемой на поверхности мишени при воздействии МИП с плотностью энергии 3.8 Дж/см .
Применение тонких плёнок в современной технике
Тонкие плёнки играют очень важную роль в современной технике. За последнее время круг применения тонкоплёночных технологий значительно расширился. Практически все отрасли промышленного производства используют нанесение тонких плёнок, которые придают конструкционным материалам необходимые технологические и эксплуатационные свойства. Особенно успешно тонкие плёнки применяются в быстроразвивающейся технологии интегральных схем. Основной тенденцией развития современной технологии интегральных схем является уменьшение размеров приборов и увеличение уровня интеграции схем. За последние 25 лет в твёрдотельной электронике произошёл полный переход к планарной технологии, позволяющей разместить элементы с высокой плотностью компоновки на кристалле. Эта технология включает нанесение тонких плёнок распылением мишени или испарением в вакууме, создание рисунков методами оптической, рентгеновской и электронно-лучевой литографии, совершенствование известных и разработку новых методов и способов их нанесения. Непрерывный рост объёма производства приборов микроэлектроники с одновременным увеличением степени интеграции можно обеспечить разработкой и освоением новых высокопроизводительных, экологически чистых и экономичных методов нанесения слоев металлов, полупроводников и диэлектриков, отличающихся однородностью свойств и качеством. С возрастанием требований этой отрасли промышленности приходится отказываться от ряда традиционных технологических операций, связанных с применением светового облучения, диффузионных и некоторых других процессов и переходить к качественно новым, в основе которых лежит взаимодействие излучений и потоков заряженных частиц с поверхностью кристалла. К таким процессам относятся рентгеновская, электронная и ионная литография, ионная имплантация, лазерный отжиг, а также метод осаждения тонких пленок из абляционной плазмы, развиваемый в настоящей работе.
Развитие микроэлектроники в направлении создания надёжных быстродействующих СБИС (Сверхбольшие итегральные схемы) требует также разработки технологии и многоуровневых систем металлизации. Новые поколения запоминающих устройств имеют 2-3 уровневую металлизацию на основе тугоплавких металлов (W, Ті, Mo), а также их силицидов и полицидов, которые позволяют, по сравнению с поликремнием, на порядок уменьшить время задержки и переключения в адресных и управляющих шинах схем (с 7 тыс. до 448 пс/мм), а также поверхностное сопротивление низкоомных контактов и межсоединений. Ведутся разработки по созданию четырёх — пятиуровневой металлизации на основе тугоплавких металлов [20].
В настоящее время известны различные элементы и приборы криогенной микроэлектроники, принцип действия которых основан на явлении сверхпроводимости: болометры, линии задержки, структуры со слабыми связями, сверхпроводящие интерферометры. Открытие высокотемпературной сверхпроводимости в керамических материалах позволяет значительно упростить проблемы криогенной сверхпроводящей электроники. Сверхпроводящие плёнки в микроэлектронике - это различные сверхчувствительные датчики, прецизионные измерительные приборы, элементная база ЭВМ новых поколений. В технологии микроэлектроники будет расти использование высокотемпературных плёночных сверхпроводников в качестве разводки и межсоединений СБИС [21,22].
В последнее время бурно развиваются исследования и разработки по алмазоподобным углеродным покрытиям. Алмазоподобный углерод привлекателен для широкого множества применений. Они включают просветляющие оптические покрытия, упрочняющие покрытия для режущего инструмента, антифрикционные плёнки для аэрокосмических приложений. Эти плёнки могут также применяться в качестве активного материала для плоских электролюминесцентных дисплеев, благодаря большой оптической ширине запрещённой зоны. Алмазоподобный углерод является также эффективным автоэлектронным эмиттером, благодаря его термостойкости и низкой работе выхода, делая его кандидатом для автоэмиссионных дисплеев [23,24].
Кубический нитрид бора, подобно алмазу, является отличным материалом в качестве защитных покрытий для режущего инструмента, благодаря своей прочности и хорошей теплопроводности. Плёнки нитрида бора находят применение в технике преимущественно как просветляющие и защитные покрытия. Кроме того, последние исследования в области микроэлектроники свидетельствуют о возможности их применения в МДП-структурах в качестве диэлектрических слоев [25].
Особенности роста плёнок в условиях непрерывной и импульсной конденсации
Тонкие плёнки по своей природе представляют собой объекты с весьма разнообразными физическими свойствами, которые существенно отличаются от свойств этих же материалов в массивном состоянии. Изменение физических свойств вещества в плёночном состоянии происходит под влиянием двух основных причин [51]. Первой из таких причин является разнообразие структурных характеристик тонких плёнок. При варьировании условий конденсации структура образующихся плёнок может изменяться от предельно неупорядоченного мелкодисперсного состояния (гранулярные слои) до структуры совершенного монокристаллического слоя. Кроме того, структура плёнок претерпевает существенные изменения и на различных этапах их получения. В начальный, период конденсации плёнки проходят стадию островковой структуры; при увеличении толщины происходит слияние островков, но образовавшийся конденсат обладает пористой несовершенной структурой; и лишь на следующей стадии плёнка представляет собой сплошной и однородный конденсат. Пока не завершена последняя стадия, следует ожидать различия в таких характеристиках, как электрическая проводимость или плотность плёнки. Второй причиной, приводящей к отличию физических свойств плёнок от массивного вещества, является влияние её толщины, которая оказывается соизмеримой с некоторыми характерными физическими параметрами, имеющими размерность длины (такими как: длина свободного пробега электронов, дебаевская длина экранирования, радиус кривизны траектории электрона в магнитном поле, дебройлевская длина волны носителей заряда и др.). Это приводит к возникновению особенностей физических свойств, связанных с классическими и квантово размерными эффектами.
Структура тонких плёнок, влияющая на их физические свойства, во многом определяется процессами начальных стадий роста, т. е. зародышеобразованием и эволюцией ансамбля зародышей. Характерными особенностями роста тонких плёнок в условиях непрерывной конденсации являются следующие [51, 52]: - В начальный момент возникает большое число зёрен-зародышей: появляются маленькие зёрна ( 0,5 нм), статистически распределённые по поверхности, причём появление их является практически одновременным, и в дальнейшем поверхностная плотность частиц меняется не существенно. - Рост зародышей происходит на больших пространственных островках и приводит к образованию отдельных быстро увеличивающихся кристаллов. - Плотность зародышей всегда недостаточна для непосредственного образования сплошного слоя. Отдельные кристаллы растут во всех направлениях до соприкосновения, после чего возникает взаимодействие между островками, приводящее к их объединению (процесс «коалесценции»). Коалесценция приводит к уменьшению поверхностной плотности зёрен на подложке и, как правило, к увеличению зазоров между ними. - Процессы коалесценции и перекристаллизации с ростом толщины плёнки не прекращаются, в силу чего стадия заполнения каналов и образования сплошного слоя сильно затягивается. Завершение этой стадии происходит в диапазоне от десятков до нескольких сотен нанометров по толщине в зависимости от типа подложки, её температуры и конденсируемого вещества, лишь, после чего плёнка представляет собой сплошной и однородный слой.
Трёхстадийный процесс роста плёнки при непрерывной конденсации из паровой фазы объясняет трудность получения сплошных сверхтонких плёнок ( 10 нм), поскольку необходимы особые способы активизаций подложки и осаждаемого материала для резкого повышения плотности зародышеобразования. После попадания на поверхность подложки значительная часть частиц осаждаемого материала адсорбируется на ней, либо в результате химической реакции образует на поверхности новое соединение. Налетающие частицы могут быть атомами, ионами, нейтральными и ионизированными молекулами или кластерами. Виды взаимодействий между атомами поверхности и частицей зависят от энергии химической связи между атомами поверхности и частицей, величины поверхностного электрического поля, вследствие асимметрии кристаллической решётки на поверхности, соотношения постоянных решётки материалов подложки и плёнки, температуры подложки, энергии и поляризации падающих частиц [52]. Атомы, адсорбированные на поверхности и удерживаемые на ней силами поляризации, поверхностными электрическими полями, непрерывно движутся вдоль поверхности. Это движение происходит до тех пор, пока энергия не будет рассеяна на решётке и не образуется химическая связь с устойчивым состоянием, или, наоборот, частицей будет получена значительная энергия от решётки, чтобы освободить её от действия поверхностных электрических полей. При высоких температурах подложки адсорбированные частицы ведут себя как двумерный газ; при промежуточных температурах адсорбированные частицы случайным образом переходят из одного состояния в другое; при низких температурах подложки частицы быстро теряют свою избыточную энергию и образуют устойчивые связи. Обычно, падающие частицы захватываются на холодной поверхности, но соответствующими более высоким температурам, чем температура подложки, и перемещаются по поверхности как двухмерный газ до тех пор, пока не потеряют свою избыточную энергию, и конденсируются в твёрдое тело. Конденсация может происходить, только если существует зерно, где адсорбированные частицы могут отдать избыточную энергию. Если поток падающих частиц превышает поток десорбированных частиц, то плёнка становится перенасыщенной и процесс конденсации будет менее вероятным.
Методы анализа применяемые для полупроводниковых пленок
Изучение структуры тонких пленок позволяет установить связь между физическими свойствами пленок и условиями их осаждения. Распространенными методами контроля структуры поликристаллических и монокристаллических пленок являются электронная микроскопия, электронография и рентгенография. Метод электронной микроскопии чаще всего применяют, используя трансмиссионную (просвечивающую) микроскопию, что дает возможность исследовать пленки толщиной 10—100 нм. Наблюдение структуры и дефектов пленки возможно благодаря амплитудному контрасту, который создается упруго и неупруго рассеянными электронами, прошедшими через пленку и лежащими за пределами апертуры микроскопа. Электроны, рассеянные на меньшие углы и испытавшие небольшие неупругие потери энергии, образуют светлополыюе изображение. Темнопольное изображение получают при наклоне конденсорной электромагнитной линзы или путем перемещения апертурной диафрагмы до тех пор, пока дифракмированные пучки электронов не попадут в апертуру микроскопа. Благодаря высокой разрешающей способности (около 1 нм) серийные электронные микроскопы используют для стандартных структурных исследований тонких пленок. Вследствие большого поперечного сечения рассеяния электронов веществом для изучения тонких пленок хорошо подходит электронография. Электронный пучок направляют под очень малым углом к поверхности, по которой он скользит и отражается.
Отраженные электроны образуют дифракционные картины, по которым судят о строении поверхностных слоев кристаллов и тонких пленок(наличие дефектов, напряжений, чужеродных атомов и др.) . Аморфные пленки создают на электронограммах рассеянный диффузный фон и небольшое число широких колец. Расстояние между которыми удовлетворяет уравнению Вульфа-Брэгга: ia=2a sin Є Где k— порядок спектра, обычно к=1; а— межплоскостное расстояние; 9 — угол падения и отражения пучка — угол Брэгга. Если часть кольца отсутствует или имеет иную интенсивность, образуя симметричную картину, то поликристллическая пленка текстурирована, т.е. кристаллиты имеют предпочтительную ориентацию в одном или более кристаллографических направлениях. Монокристаллические пленки дают дифракционные картины, состоящие из отдельных рефлексов. Хорошо упорядоченные кристаллы образуют на электронограммах линии, получающиеся в результате многократного рассеяния электронов. По диаметру колец судят о типе рассеивающих атомов, а по ширине интерференционного максимума — о размерах зерен, если они составляют от десятых долей до десятков нанометров. Задачей рентгеновского структурного анализа является установление пространственной группы структур, распределение электронной плотности. Дифракция рентгеновских лучей дополняет дифракцию электронов при определении кристаллической структуры пленки. По уширению интерференционных линий можно определить размеры зерен от 5 до 120 нм, т.е. почти на порядок больше, чем с помощью электронографии.
Рентгеновская эмиссионная спектроскопия позволяет установить элементный состав пленок при минимальной толщине около 10нм(65,66). Определение толщины пленок представляет значительные методические трудности, так как плотность, удельное сопротивление, оптические свойство пленок и массивных образцов различаются. Поэтому измеренная каким-либо методом толщина будет эффективной, отличающейся от значения истинной толщины. Значения эффективных толщин пленки, полученных различными способами измерения, не всегда совпадают. При выборе способа определения эффективной толщины следует ориентироваться на требования, связанные с использованием данной пленки. Метод интерферометрии основан на возникновении разности фаз луча света, отраженного от подложки и поверхности пленки. Перед измерением на образце получают так называемую ступеньку — резкую боковую границу пленки на подложке. Измерение толщины пленки производят на микроинтерференционном микроскопе типа МИИ-4. Для получения двух систем волн, исходящих из одной точки источника света, используют наклонную пластинку с полупрозрачным покрытием. Половину падающего на нее света пластинка отражает, половину пропускает, образуя две системы волн. Одна система волн падает на эталонное зеркало и, отражаясь от него, попадает на фокальную плоскость окуляра. Вторая попадает на фокальную плоскость окуляра. В результате на фокальной плоскости окуляра наблюдаются . интерференционные полосы. Разность хода интерферирующих лучей от центра поля к краям увеличивается.
Исследование стехиометрического состава мишени и размера кристаллитов при воздействии МИП
Важным вопросом при использовании мишени из GaAs для осаждения пленок является изучение стехиометрического состава и размера кристаллитов в поверхностном слое мишени. Для этих исследований использовалась электронная ОЖЭ спектроскопия и рентгенографические исследования. Мишени анализировались до облучения, и после облучения 8 и 200 импульсами.
На рисунке 22 приведены концентрационные профили Ga, As, кислорода и углерода - поверхностных загрязнений мишени. В исходных мишенях на глубинах до 60-80 нм фиксируется углерод и кислород. Углерод при небольшой концентрации в несколько атомных процентов наблюдается на всей анализируемой глубине. На мишенях, подвергнутых облучению, примеси фиксируются на всей анализируемой глубине.
Для мишени, обработанной малым количеством импульсов (8 импульсов), стехиометрический состав Ga и As совпадает практически полностью с исходной мишенью на всей анализируемой глубине. При большем количестве импульсов (200 в данном случае) на глубинах до 200 нм наблюдается превышение As над Ga приблизительно в соотношении 45% к 35%. На глубинах более 200 нм их концентрационные профили приблизительно одинаковы в пределах ошибки измерений.
Данный анализ следует считать качественным с учетом того, что анализ облученных образцов производился при развитой поверхности мишени (см. 20 ). Размер анализируемой ОЖЭ спектрометром поверхности (0,2 0,2мм в режиме растра) превышает характерный размер излома огибающей поверхности, а глубина анализа с учетом травления (200нм) значительно меньше рельефа поверхности при воздействии 200 импульсов. Ra в этом случае составлял величину в 10 мкм . При травлении использовался пучок ионов аргона, падающий под углом 30 к поверхности образца, поэтому задняя поверхность выступов (к направлению пучка) и передняя поверхность впадин не подвергались воздействию и примеси углерода и кислорода в большей степени сосредоточены на поверхности, а не в глубине материала GaAs. Таким образом, в поле анализа на всех глубинах попадали как элементы с глубины мишени, так и с боковых поверхностей выступов или углублений на которых содержатся поверхностные загрязнения, как следует, например, из рисунка 22(a).
Поэтому, из рассмотрения концентрационных кривых для облученных мишеней не следует, что доля примесей в глубине мишени соответствует реальной. Большая часть этих примесей содержится на поверхности мишени. Реальный состав примесей может быть определен при анализе осажденной пленки и эти данные изложены в следующей главе. Данные результатов этого анализа подтверждают лишь вывод о том, что стехиометрический состав поверхностного слоя облученной мишени (на глубине анализа) приблизительно соответствует составу исходной мишени.
Рентгенографические исследования используемых мишеней GaAs проводилось на дифрактометре фирмы Shimadzu XRD - 600 на СиК(а) излучении. Исходные мишени представляют собой совершенный монокристалл GaAs с плоскостью среза (111), отклонение плоскости среза не более 0.5. На рентгенограммах исходных мишеней наблюдаем только отражение слоевой линии (hhh), физическое уширение дифракционных линий 0.05, что указывает на отсутствие внутренних напряжений второго рода и большую величину обратного когерентного рассеяния (ОКР) 0.5 мкм. После воздействия пучка с числом импульсов 200 интенсивность дифракционных линий уменьшается, интегральные интенсивности дифракционных отражений слоевой линии тоже уменьшаются (для 200 импульсов в 10 раз), кроме того, наблюдаются слабые отражения, не принадлежащие указанной слоевой линии. С учётом того, что глубина анализа составляет 5-6 мкм, указанные факты свидетельствуют о появлении поликристаллических образований фазы GaAs. При этом размеры области когерентного рассеяния монокристаллического GaAs уменьшаются до 20 ± 10 нм и существенно возрастают упругие внутренние напряжения Ad/d 5-10"3 Е. Эти данные показывают, что при воздействии МИЛ на мишени из GaAs формируется наноразмерная структура с размером кристаллитов до 20 ± 10 нм (области когерентного рассеяния) на глубинах до 5-6 нм. Этот факт представляет интерес с точки зрения использования МИЛ для формирования наноразмерной структуры в мишенях из GaAs. В работе [81] сообщается, что коэффициент распыления мишеней под воздействием ионов увеличивается при наличии в поверхностном слое наноразмерных образований.
В работе [82] на основе экспериментальных исследований импульсной эрозии медных мишеней с различным размером кристаллитов сделан вывод об увеличении коэффициента импульсной эрозии при снижении размеров кристаллитов в поверхностном слое. Таким образом, при импульсной эрозии мишени из арсенида галлия последовательными импульсами мощного ионного пучка следует ожидать увеличения коэффициента импульсной эрозии за счет формирования в поверхностном слое наноразмерных кристаллитов предыдущими импульсами МИЛ. Однако это справедливо при отсутствии влияния рельефа поверхности на коэффициент эрозии, который действует противоположным образом, т.е. коэффициент импульсной эрозии уменьшается за счет увеличения рельефа как будет показано в следующем параграфе. И этот фактор выражен более сильно для данного материала мишени.
