Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Основные методы нанолитографии, перспективы применения фотонной стимуляции при формировании элементов наноэлектроники 15
1.1. Основные методы формирования наноструктур 15
1.1.1. Оптическая литография 16
1.1.2. Электронно-лучевая литография 18
1.1.3. Ионно-лучевая литография 19
1.1.4. Рентгеновская литография 20
1.1.5. Литография в экстремальном ультрафиолете 21
1.1.6. Нанопечатная литография 22
1.2. Основные методы формирования наноразмерных структур с помощью сканирующего зондового микроскопа (СЗМ) 23
1.2.1. Механическая модификация поверхности с помощью атомно-силового микроскопа (АСМ) 23
1.2.2. Полевое испарение 25
1.2.3. Dip-pen литография 26
1.2.4. Нанолитография методом локального анодного окисления (ЛАО)... 28
1.3. Основные направления создания устройств наноэлектроники с помощью метода ЛАО 30
1.3.1. Устройства металлической наноэлектроники 30
1.3.2. Одноэлектронный транзистор 32
1.3.3. Мезоскопические устройства 34
1.4. Формирование каталитических центров методом ЛАО 41
1.5. Перспективы применение фотонной стимуляции при формировании структур и устройств наноэлектроники методом ЛАО 42
1.5.1. Фотонная стимуляция ЛАО некогерентным излучением 42
1.5.2. Фотонная стимуляция ЛАО когерентным излучением 47
Глава 2. Анализ процессов в зазоре атомно-силового микроскопа в условиях фотонной стимуляции 53
2.1. Анализ механизмов анодного окисления металлов 53
2.2. Термодинамический анализ реакций ЛАО титана 56
2.3. Оценка распределения температуры в области воздействия зонда при ЛАО титана 60
2.4. Модель локального анодного окисления металла 65
Глава 3. Исследование режимов формирования оксидных наноразмерных структур (ОНС) методом ЛАО в условиях фотонной стимуляции 74
3.1. Исследование режимов напыления тонких пленок металлов 74
3.2. Исследование режимов проведения нанолитографии методом ЛАО ... 76
3.3. Исследование температурной активации метода ЛАО 79
3.4. Исследование влияния фотонной стимуляции на геометрические параметры ОНС 84
3.5. Исследование влияния длительности импульсов напряжения на геометрические параметры ОНС 95
3.6. Исследование влияния материала кантилеверов на геометрические параметры ОНС 98
3.7. Влияние фотонной стимуляции на воспроизводимость ОНС 101
3.8. Исследование режимов формирования ОНС на поверхности пленки Ni методом ЛАО Ni 107
Глава 4. Формирование наноэлектронных структур методом ЛАО в условиях фотонной стимуляции 113
4.1. Формирование наноразмерных каналов проводимости методом ЛАО в условиях фотонной стимуляции УФ-излучением 113
4.2. Формирование наноэлектронных структур методом ЛАО 117
4.3. Разработка топологии и технологического маршрута формирования элементов наноэлектроники на основе наноразмерных каналов проводимости с использованием многофункционального сверхвысоковакуумного нанотехнологического комплекса НАНОФАБНТК-9 122
Заключение 131
Список используемых источников 133
Приложение
- Основные методы формирования наноразмерных структур с помощью сканирующего зондового микроскопа (СЗМ)
- Термодинамический анализ реакций ЛАО титана
- Исследование режимов проведения нанолитографии методом ЛАО
- Формирование наноэлектронных структур методом ЛАО
Введение к работе
Актуальность работы
Разработка элементной базы наноэлектроники предъявляет повышенных требований к разрешающей способности и точности выполнения технологических операций. Одной из основных проблем при изготовлении элементов наноэлектроники является необходимость разработки и совершенствования методов литографии, которые должны обеспечивать воспроизводимость изготовления элементов приборов атомного масштаба. Зондовая нанолитография методом локального анодного окисления (ЛАО) является мощным и многофункциональным методом получения оксидных наноразмерных структур (ОНС) с помощью атомно-силового микроскопа (АСМ).
Известно, что процессы формирования наноразмерных структур характеризуются недостаточной воспроизводимостью. Это связано с сильным влиянием параметров технологической среды (влажность, температура) и качества подложки (зернистость пленки металла, наличие нарушенного слоя на поверхности полупроводниковых подложек и т.д.). Также при проведении нанолитографии локальные неоднородности свойств материалов приводят к нестабильности процессов токо- и массопереноса в зазоре зонд-подложка, следствием этого является неравномерность геометрических параметров оксидных наноструктур и снижение разрешающей способности и воспроизводимости процесса нанолитографии методом ЛАО.
В микроэлектронике накоплен значительный положительный опыт по применению некогерентных и лазерных световых потоков на различных стадиях технологического процесса изготовления интегральных микросхем (ИМС). В том числе и на операциях получения ультратонкого диэлектрика. Установлено, что применение фотонного излучения наиболее эффективно, а в некоторых случаях является единственным решением, при изготовлении ИМС с минимальными размерами менее 1 мкм. Поэтому актуальным способом повышения разрешающей способности зондовой нанолитографии является введение в зазор зонд-подложка фотонного излучения, оказывающего значительное влияние на процесс формирования однородного окисла и снижающее влияние неоднородных свойств материалов. В настоящее время механизм получения ультратонких диэлектрических пленок, влияния поля и фотонного излучения на эти процессы достаточно не изучен. Поэтому проведение этих исследований актуально для получения оксидных наноразмерных структур и разработки элементной базы наноэлектроники зондовыми методами.
Цель и задачи диссертационной работы
Целью диссертационной работы является разработка и моделирование фотонностимулированного технологического процесса локального анодного окисления наноструктур на основе Si/SiO2/Ti для создания элементной базы наноэлектроники.
Для достижения данной цели были поставлены следующие задачи:
определить возможности применения фотонной стимуляции при формирования структур и устройств наноэлектроники;
определить основные механизмы процессов локального анодного окисления металлов, а также массопереноса в межэлектродном зазоре зонд-подложка АСМ;
разработать математическую модель процессов формирования наноструктур методом ЛАО в условиях фотонной стимуляции;
исследовать режимы формирования наноразмерных структур методом ЛАО с использованием фотонной стимуляции;
исследовать влияние фотонной стимуляции на воспроизводимость и однородность наноразмерных структур, сформированных методом ЛАО;
разработать топологию и технологические маршруты формирования структур наноэлектроники на основе наноразмерных каналов проводимости применительно к многофункциональному сверхвысоковакуумному нанотехнологическому комплексу НАНОФАБ НТК-9.
Научная новизна работы
-
Проведена оценка распределения температуры в области воздействия зонда при проведении ЛАО пленки, в результате которой было показано, что в локальной области диаметром порядка 10 нм под зондом АСМ при приложении импульсов напряжения амплитудой 10 В и расстоянии зонд-подложка 0,5 нм, температура подложки много больше температуры испарения воды, и поэтому можно сделать вывод, что активные частицы окислителя поступают в зазор зонд подложка из газовой атмосферы воздуха в технологической камере и переносятся в зоне реакции под действием электрического поля.
-
Предложена математическая модель расчета скорости роста оксидных наноразмерных структур при ЛАО поверхности металла с учетом напряженности поля системы зонд-подложка, фотонной стимуляции, а также относительной влажности воздуха внутри технологической камеры.
-
Предложена методика получения оксидных наноразмерных структур методом ЛАО в условиях фотонной стимуляции, позволяющая определять режимы формирования ОНС, а также воспроизводимо создавать однородные наноразмерные каналы проводимости с поперечными размерами порядка 10 нм.
-
Проведены комплексные исследования режимов формирования оксидных наноразмерных структур в пленки титана методом ЛАО в условиях фотонной стимуляции некогерентным УФ- и ИК-излучением.
Практическая значимость:
-
Получены режимы ЛАО пленки титана в условиях фотонной стимуляции некогерентным УФ- и ИК-излучением, использование которых позволило повысить разрешающую способность и воспроизводимость данного метода нанолитографии.
-
Получены структуры каналов проводимости методом фотонностимулированного ЛАО в пленке титана с поперечными размерами порядка 10 нм, которые могут быть использованы при разработке и формировании элементной базы наноэлектроники.
-
Определены режимы формирования оксидных наноразмерных структур в пленке никеля методом ЛАО, которые могут быть использованы в качестве каталитических центров при росте углеродных нанотрубок, а также нанокристаллов ZnO, ZnxMg1-xO.
-
Получены наноразмерные структуры логического вентиля, диода и выпрямителя на основе наноразмерных каналов проводимости в титановой пленке с помощью АСМ.
-
Разработана топология и технологические маршруты изготовления тестового кристалла для создания планарных элементов наноэлектроники, методом фотонностимулированного ЛАО, применительно к многофункциональному сверхвысоковакуумному нанотехнологическому комплексу НАНОФАБ НТК-9.
Положения, выносимые на защиту
-
Модель расчета скорости роста оксидных наноразмерных структур при ЛАО поверхности металла с учетом напряженности электрического поля системы зонд-подложка, фотонной стимуляции, а также относительной влажности воздуха внутри технологической камеры.
-
Закономерности формирования оксидных наноразмерных структур методом ЛАО от температуры подложки, материала проводящего покрытия кантилеверов, амплитуды и длительности импульсов напряжения, прикладываемого к системе зонд-подложка в условиях фотонной стимуляции.
-
Предложенный метод, основанный на фотонной стимуляции нанолитографии методом ЛАО, позволяет получать однородные наноразмерные каналы проводимоти с поперечными размерами порядка 10 нм.
-
Применение стимуляции УФ- и ИК-излучением увеличило латеральное разрешение зондовой нанолитографии методом ЛАО с помощью АСМ по сравнению с существующей технологией, а также повысило однородность и воспроизводимость формирования ОНС.
-
Метод ЛАО позволяет формировать оксидные наноразмерные структуры в пленке никеля в виде точек с диаметром от 25 до 100 нм, которые могут быть использованы в качестве каталитических центров при росте углеродных нанотрубок, а также нанокристаллов ZnO,ZnxMg1-xO.
-
Топологии и технологический маршрут формирования наноразмерных диодных структур, структуры логического вентиля и выпрямителя на основе наноразмерных каналов проводимости в титановой пленке в условиях фотонной стимуляции.
Реализация результатов работы
Диссертационная работа выполнялась в соответствии с планом госбюджетных научно-исследовательских работ кафедры ТМ и НА и НОЦ «Нанотехнологии» в 2005 – 2008 гг.: «Разработка теоретических основ построения систем мониторинга природной среды на базе микро- и нанотехнологий» (№ гос. регистрации 01200402781); «Проведение исследовательской работы в области нанотехнологий с привлечением студентов и аспирантов ТРТУ» (№ гос. регистрации 01200508390); «Разработка принципов
построения и основ теории нетермически активируемых технологических процессов создания элементной базы наноэлектроники» (№ гос. регистрации 01200501949); «Исследование принципов построения и процессов формирования структур нано- и микроэлектроники фотонно-стимулированными зондовыми методами и мощными потоками ИК- излучения» (№ гос. регистрации 02200607615).
Результаты диссертационной работы внедрены на промышленном предприятии: ЗАО «Нанотехнология – МДТ» (г. Москва), а также в учебный процесс на кафедре ТМ и НА ТТИ ЮФУ.
Апробация работы
Основные научные результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на различных международных и всероссийских научных конференциях и семинарах, в частности: XIII Всероссийская межвузовская научно-техническая конференция студентов и аспирантов «Микроэлектроника и информатика» (Зеленоград, 2006); VIII Всероссийская научная конференция студентов и аспирантови «Техническая кибернетика, радиоэлектроника и системы управления» (Таганрог, 2006); X Международная научная конференция и школа-семинар «Актуальные проблемы твердотельной электроники и микроэлектроники» (Дивноморское, Россия, 2006); VI Международная научная конференция «Химия твердого тела и современные микро- и нанотехнологии» (Кисловодск, 2006); Ежегодная научная конференция студентов и аспирантов базовых кафедр южного научного центра РАН (Ростов-на-Дону, 2005-2008); Международная научная конференция «Тонкие пленки и наноструктуры» (Москва, 2005); Международная научно-техническая школа-конференция «Молодые ученые – науке, технологиям и профессиональному образованию в электронике» (Москва, 2006); Международный симпозиум «Нанофизика и наноэлектроника» (Нижний Новгород, 2007, 2008).
Результаты работы отмечены дипломами ряда конференций и конкурсов научных работ: Всероссийского смотра-конкурса научно-технического творчества (Новочеркасск, 2005), Конференции Южного научного центра РАН (2005-2008), Всероссийской научной конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Техническая кибернетика, радиоэлектроника и системы управления» (Таганрог, 2006), Международной научно-технической школы-конференции «Молодые ученые – науке, технологиям и профессиональному образованию в электронике» (Москва, 2006).
Публикации
По теме диссертации опубликовано 12 печатных работ, в том числе, 4 статьи опубликовано в журналах, входящих в Перечень ВАК. В ВНИИТЦ зарегистрировано 7 отчетов по НИР.
Структура и объем диссертации
Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка использованных источников. Содержание диссертации изложено на 150 страницах и включает: 59 страниц с рисунками, 4 страницы с таблицами и список использованных источников, включающий 103 наименований. В приложениях содержатся акты о внедрении результатов диссертационной работы.
Основные методы формирования наноразмерных структур с помощью сканирующего зондового микроскопа (СЗМ)
В последние годы интенсивно развивается одно из направлений сканирующей зондовой микроскопии - атомно-силовая литография. Данный метод является весьма перспективным, т.к. позволяет с помощью относительно недорогого и доступного инструмента создавать рисунок на поверхности образца с характерными размерами в несколько десятков нанометров [19].
Атомно-силовая литография в свою очередь подразделяется на статическую и динамическую. При работе СЗМ в режиме динамической силовой литографии (ДСЛ) происходит непосредственное атомно-силовое воздействие острия зонда на поверхность образца, так называемая «наночеканка». С использованием ДСЛ модификация поверхности происходит за счет формирования углублений на поверхности образца острием зонда, при этом СЗМ работает в полуконтактном режиме сканирования.
Для проведения ДСЛ необходимо, чтобы твердость материала зонда была выше твердости образца. При модификации поликарбонатной пленки матрицы компакт диска (рис. 1.2,а) происходит вдавливание материала в объем образца на глубину порядка 100 нм (рис. 1.2,6).
Таким образом, для получения качественной модификации поверхностей различной твердости необходимы: применение жестких зондов, с минимальным радиусом закругления острия, выбор области скана поверхности без существенных артефактов и наименьшими перепадами рельефа по высоте, подготовка качественного шаблона, а также выбор оптимальных настроек параметров программы управления СЗМ.
При проведении структурирования поверхности методом полевого испарения происходит, ионизация поверхностных атомов и последующее их испарение за счет электрического поля большой напряженности [20]. Процесс полевого испарения впервые был выполнен с помощью СТМ, при этом испарение материала происходило с зонда на поверхность подложки, поэтому материал зонда СТМ оказывает значительное воздействие на данный процесс. Зонды СТМ из золота получили большее применение, чем зонды из вольфрама и Ptlr, т.к. золото обладает более низким пороговым значением энергии для полевого испарения, а также не подвержено окислению. В работе [21] показано, что испарение атомов золота происходит с зонда на образец при приложении отрицательного смещения к зонду.
В работах [22], приведены результаты формирования наноразмерных структур, шириной порядка 10 нм, методом полевого испарения атомов Аи зонда на золотую подложку. Воспроизводимое формирование наноструктур происходило при приложении к зонду отрицательных импульсов напряжения амплитудой 4 В и длительностью 100 не за счет электрического поля напряженностью порядка 4 В/нм, в сочетании с низкой деградацией острия зонда СТМ. В работах [23] приведены результаты формирования канавок и бугорков на поверхности подложки золота при приложении отрицательных и положительных импульсов напряжения к подложке, используя зонды из Ptlr. В [24] приведены результаты формирования наноструктур в виде бугорков шириной от 5 до 20 нм, путем осаждения материала зонда СТМ на поверхность Si. Для модификации поверхности подложки методом полевого испарения также могут применяться вольфрамовые зонды с металлическим покрытием. В работе [25] при приложении отрицательных импульсов напряжения к зондам с Аи ИЛИ А1 покрытием было отмечено увеличение размеров наноразмерных структур в виде точек.
Для формирования наноструктур методом полевого испарения также может применяться АСМ. В работе [26] на поверхности пленки SiC , нанесенной на кремниевую подложку, были сформированы наноструктуры шириной более 100 нм и высотой 2-10 нм, при приложении к зонду с золотым покрытием импульсов напряжения амплитудой 30 В. При толщине пленки SiCb менее 1 нм и приложении меньших напряжений к зонду АСМ (порядка - 2 В) были получены наноструктуры в виде точек из Аи с шириной 10нм[27].
Термодинамический анализ реакций ЛАО титана
Для повышения воспроизводимости процесса ЛАО пленки титана в данной работе предложено использовать стимуляцию УФ-излучением. УФ-излучение активирует из кислорода несколько активных частиц, которые могут влиять на процесс окисления Ті и, вступая с ним в реакцию, окислять его поверхность. В результате воздействия УФ-излучения на молекулы в газовой фазе могут рождаться химически активные частицы, эффективно взаимодействующие с поверхностью подложки. При облучении поверхности подложки УФ-излучением с вероятностью близкой к единице, происходит диссоциация кислородных молекул СЬ ( ), по схеме: 02 (3-)+hv-+ 0(3Р)+ O( D). (2.4) Диссоциация озона (Оз) при поглощении света с длиной волны порядка 400 нм, при комнатной температуре, происходит по схеме: 03+hv-+ OC D Oz Ag) . (2.5) Возбужденные атомы O( D) переходят в кислородные атомы в основном состоянии 0( Р) почти при каждом столкновении с молекулами в воздухе. Константы скорости этих взаимодействий порядка 10"10 см /(мольxс). Среднее время жизни атомов 0( D) составляет 150 с. Возбужденная молекула 02( Ag) стабильна по отношению к столкновениям с большинством газов со средним временем жизни 64,6 мин. При облучении на длинах волн 400 нм наиболее вероятным процессом является фотолиз кислорода по схеме, который сопровождается реакцией переноса энергии: Таким образом, при облучении УФ-излучением в воздухе сосуществуют кислородные частицы шести сортов: 0(3Р), 0(!D), 02 (32g), 02(1Ag), 02 СЩ); Оз- Диссоциацией молекул Н20, можно пренебречь, поскольку в рассматриваемой области спектра концентрации продуктов их фотолиза очень малы. Образующиеся в первичных фотохимических процессах частицы могут вступать далее в реакции между собой и с исходными молекулами. Кинетика накопления продуктов фотолиза в воздухе описывается системой шести уравнений следующего вида [74]: Система учитывает рождение и гибель частиц (rij) из-за поглощения УФ квантов (интенсивность излучения Іо), в соответствии с химическими реакциями. Коэффициенты Aikj и Bikji, представляет константы скоростей для бимолекулярных реакций и для реакций с участием трех частиц соответственно. Для выявления наиболее вероятных реакций, протекающих при ЛАО пленки титана, были проведены термодинамические расчеты, при этом для каждой возможной реакции была рассчитана свободная энергия Гиббса где R — универсальная газовая постоянная, Т- абсолютная температура, Кр-константа химического равновесия. Уравнение (2.8) можно упростить, при этом AG". будет зависеть от энтальпии АН", и энтропии AS", при этом изменением величин энтропии и энтальпии при увеличении температуры можно пренебречь [75, 76]: AGT=AH29&AS29K (2.9) Расчеты выполнялись для атмосферного давления. I t Гиббса была рассчитана для данного диапазона по уравнению (2.9). Опираясь на утверждение, что чем ниже свободная энергия Гиббса, тем вероятнее протекание той или иной реакции, можно сделать вывод, что наиболее вероятным является процесс ТІ+02- ТІ02. Известно [78], что под воздействием УФ-излучения происходит разложение кислорода на шесть разновидностей активных частиц, в том числе атомарного кислорода и озона. Наличие данных реагентов позволит снизить энергию активации процесса окисления, а также увеличить скорость реакции. Возможными вариантами протекания реакции окисления в данном случае будут следующие
Исследование режимов проведения нанолитографии методом ЛАО
При выполнении ЛАО растровым методом, сначала в память компьютера загружается шаблон, в качестве которого может служить изображение в практически любом современном растровом формате. Затем происходит сканирование поверхности образца, при подаче в каждой точке напряжения, величина которого устанавливается пропорционально полутонам шаблона. Растровая литография проводится более медленно, т.к. сканирование осуществляется по всей площади участка подложки, на которой формируется топологический рисунок.
Локальное анодное окисление также можно проводить как в контактном режиме, так и в динамическом режимах АСМ. Недостатком контактного АСМ режима, схематическое изображение которого показано на рисунке 3.2, а, является непосредственное механическое взаимодействие зонда с поверхностью. Это часто приводит к поломке зондов и разрушению поверхности образцов в процессе сканирования. Кроме того, контактный режим практически не пригоден для исследования и структурирования поверхности образцов, обладающих малой механической жесткостью, таких как структуры на основе сверхтонких пленок и органических материалов.
Для модификации поверхности подложки методом ЛАО также может использоваться динамический режим АСМ, схематическое изображение которого показано на рисунке 3.2, б. При работе в этом режиме возбуждаются вынужденные колебания кантилевера вблизи резонанса с амплитудой порядка 10 - 100 нм. Кантилевер подводится к поверхности так, чтобы в нижнем полупериоде колебаний происходило касание поверхности образца. К достоинствам динамического режима ЛАО относятся меньшие латеральные размеры, а таюке большая однородность и воспроизводимость сформированных оксидных наноразмерных структур по сравнению с контактным режимом [88, 89]. На рис. 3.3, а,б приведены АСМ-изображения оксидных наноразмерных структур, полученных методом ЛАО в контактном и динамическом режиме АСМ с помощью СЗМ Solver Р47 Pro в пленке титана.
Исследование термической активации процессов формирования ОНС в пленке титана методом ЛАО в данной работе проводилось на СЗМ Solver Р47 Pro с использованием поставляемых в комплекте принадлежностей и программного обеспечения. Подложка Si/Si02 с нанесенной тонкой пленкой титана подвергалась нагреву с помощью температурного столика SU003 в диапазоне от 25 до ПО С. Влажность в технологической камере контролировалась с помощью цифрового измерителя влажности Oregon Scientific ETHG913R и составляла 80 ± 1%. Нанолитография выполнялась векторным методом в динамическом режиме АСМ, с применением пакета прикладных программ Nova RC1 (1.0.26.1238). Используя кремниевые кантилеверы с проводящим W2C покрытием, при приложении импульсов напряжения (длительность 100 мс, амплитуда 10 В, SetPoint =0,1 нА, скорость сканирования 0,5 мкм/с), в пленке титана формировались оксидные наноразмерные структуры в виде линий.
Затем, используя программный пакет Image Analysis 2.0, производилась статистическая обработка полученных АСМ-изображений. На рис. 3.4 показаны АСМ-изображения ОНС, полученных при температуре подложки 25 С (рис. 3.4, а) и 110 С (рис. 3.4, б). По полученным статистическим данным построены графики зависимости геометрических параметров (высоты и ширины) ОНС от температуры подложки, показанные на рис. 3.5. Анализ зависимостей (рис. 3.5,а и б) показывает, что при повышении температуры подложки от 25 до 55 С происходит постепенное увеличение высоты ОНС с 4,6 ± 0,4 нм до 5,6 ± 0,2 нм.
Формирование наноэлектронных структур методом ЛАО
Современные технологические методы позволяют создавать многослойные полупроводниковые гетероструктуры с толщиной слоев (1-10) нм. Этот масштаб, может быть, сравним с длиной волны де Бройля электронов и дырок, поэтому в таких структурах может проявляться волновая природа носителей заряда, в частности открывается возможность наблюдения резонансного туннелирования электронов через систему потенциальных ям и барьеров. Впервые предложение использовать эффект резонансного туннелирования электронов в слоистых тонкопленочных структурах металл-диэлектрик для создания электронных интерферометров, тонкопленочных диодов, триодов было показано в [100]. Однако эти предложения довольно долго не были реализованы из-за отсутствия развитой тонкопленочной технологии. В результате развития молекулярной эпитаксии стало возможным создание гетероструктур, которые заменили слоистые структуры металл-диэлектрик на эпитаксиальные слои различных полупроводниковых материалов, наибольшее распространение получили слои AlxGai_xAs/GaAs [99]. В [99, 100] были описаны диоды, созданные на основе гетероструктур, с вольт-амперными характеристиками, особенности которых можно было объяснить резонансным туннелированием электронов. Однако эти особенности наблюдались лишь при низких температурах (Т менее 77 К). Эти работы положили начало широкому исследованию резонансного туннелирования электронов в двухбарьерных квантовых структурах. Интерес к двухбарьерным квантовым структурам обусловлен малой инерционностью процесса резонансного туннелирования в них (характерное время туннелирования порядка 10" с) и перспективами создания высокочастотных приборов, работающих в терагерцовом диапазоне частот, а также цифровых приборов со временем переключения менее 1 пс.
В данной работе в тонкой пленке титана, вольтамперная характеристика (ВАХ) которой показаны на рис. 4.5, с помощью СЗМ Solver Р47 Pro, используя кремниевых кантилеверы с W2C покрытием в атмосфере влажного воздуха, относительная влажность которого поддерживалась постоянной и составляла 80 ± 1 %, при приложении импульсов напряжения 10 В, скорости сканирования 1 мкм/с проводилось формирование наноразмерных структур.
На рис. 4.6,а и 4.7,а показаны АСМ-изображения наноразмерных структур, сформированных методом ЛАО с помощью СЗМ Solver Р47 Pro, используя кремниевых кантилеверы с W2C покрытием в атмосфере влажного воздуха, относительная влажность которого поддерживалась постоянной и составляла 80 ± 1 %, при приложении импульсов напряжения 10 В, скорости сканирования - 1 мкм/с. На рис. 4.6, б и 4.7, б приведены ВАХ наноразмерных структур, измеренные в режиме АСМ спектроскопии. Схема проведения измерений показана на рис. 4.7, б. Вид ВАХ, приведенной на рис. 4.7, б может быть обусловлен туннелированием через оксидный барьер. ВАХ пленки титана, измеренная за пределами оксидной наноструктуры, была омической и имела много большие значения проводимости.
