ОТ САМООРГАНИЗАЦИИ МОНОАТОМНЫХ СТУПЕНЕЙ НА ПОВЕРХНОСТИ КРЕМНИЯ К СУБНАНОМЕТРОВОЙ МЕТРОЛОГИИ
Д.В. Щеглов, С.В. Ситников, Л.И. Федина, Д.И. Рогило, А.С. Кожухов, А.В. Латышев
Институт физики полупроводников им. А. В. Ржанова СО РАН, Новосибирск, Россия
sheglov@isp.nsc.ru
Ключевые слова: кремний, метрология, атомные ступени, террасы, атомно-силовая микроскопия, меры высоты, silicon, metrology, atomic steps, terraces, atomic force microscopy, height measures
Страницы: 98-111
Аннотация
Представлено, каким образом понимание фундаментальных процессов самоорганизации и морфологических перестроек на атомно-чистой поверхности Si(111), достигнутое в результате исследований методом in situ сверхвысоковакуумной отражательной электронной микроскопии, может быть использовано для приложений в метрологии. Методом высокоразрешающей электронной микроскопии показано, что естественный оксид, формирующийся на поверхности Si(111) в атмосферных условиях, с большой точностью реплицирует высоту атомной ступени. На основе этого разработаны методики создания мер вертикальных размеров в диапазоне 0,31-31 нм с погрешностью во всём интервале измерений менее 0,05 нм. Продемонстрирована возможность создания экстремально широких «атомно-гладких» поверхностей (до 230 мкм) и их использования в качестве опорных зеркал в интерферометрических микроскопах. Кристаллические образцы, содержащие выверенное количество моноатомных ступеней и атомно-гладких участков поверхности, включены в состав Государственного вторичного эталона в качестве меры высоты и меры плоскостности ангстремного диапазона.
DOI: 10.15372/AUT20200512 |
