» » Новый способ точного контроля за ионами в плазменных технологиях

Новый способ точного контроля за ионами в плазменных технологиях

В МГУ разработан способ точного контроля за ионами в плазменных технологиях, совмещающий экспериментальные измерения с математическим моделированием.

Воздействие с помощью ионов на поверхность различных материалов – основа современных технологий плазменной обработки, таких, как плазмохимическое травление (удаление слоя определённой толщины) и осаждение металлов, полупроводников и диэлектриков. При этом необходим высокоточный контроль различных параметров плазмы, в том числе энергий ионов, особенно при проведении травления с атомно-слоевой точностью. Такие процессы используются, например, при производстве современных микрочипов. Контроль распределения энергии ионов имеет решающее значение для точной модификации материала, особенно в технологиях атомного уровня. Кроме того, он определяет скорость реакций на поверхности.

Новый способ точного контроля за ионами в плазменных технологиях
«Настоящий» датчик для измерения энергетического спектра ионов (фото: Сергей Зырянов/МГУ) Открыть в полном размере ‹ ›

Поскольку этот контроль должен осуществляться в «реальном времени», для него требуется обратная связь «в реальном времени» с использованием быстрых датчиков параметров процесса. В лаборатории «Фотонные и квантовые технологии. Цифровая медицина» МГУ разработан такой датчик энергетического спектра ионов, однако он требует своего помещения в поток ионов и в промышленном плазмохимическом реакторе его использование невозможно.

Поэтому исследователи предложили подход, называемый «виртуальным датчиком», в котором оценка энергетического спектра ионов в газовом разряде осуществляется по внешним измеряемым параметрам разряда с использованием математического моделирования. В качестве входных данных используется экспериментально измеренная форма напряжения на плазменном слое и плотность плазмы, компьютерное моделирование движения ионов производится методом Монте-Карло. Отладка данной модели «виртуального датчика» осуществлялась на экспериментальных данных с «настоящего», не виртуального датчика. Результаты работы опубликованы в журнале Plasma Sources Science and Technology.

Чтобы подтвердить предложенный подход, были проведены эксперименты с использованием различных средств диагностики плазмы в нескольких газах: аргоне и ксеноне – в качестве примеров плазмы с атомарными ионами, и азота – в качестве примера плазмы с молекулярными ионами. Во всех случаях исследователи смогли получить достоверную оценку спектра ионов, близкую к экспериментальной, за достаточно короткое время (десятки секунд при использовании современного компьютера).

Полученные результаты демонстрируют возможность использования виртуального датчика распределения энергии ионов в плазме высокочастотных разрядов, и важны для исследований реакторов плазмохимического травления, используемых при производстве современных микрочипов с характерным размером структур менее 10 нанометров. В перспективе это позволит усовершенствовать технологии создания новых материалов.

По материалам пресс-релиза МГУ

15 май 2021 /
  • Не нравится
  • 0
  • Нравится

Похожие новости

Первая российская квантовая микросхема

В МФТИ создана первая в России работоспособная интегральная схема на основе пяти сверхпроводниковых кубитов.

Откуда берётся лунная вода

Магнитосфера Земли может быть одним из поставщиков воды для Луны, правда, не самым главным.

Гиперхаос поможет физикам создать квантовые компьютеры

Хаотичное поведение квантовых битов – кубитов может позволить физикам моделировать сложные квантовые системы без необходимости использовать огромные вычислительные мощности.

Как вовремя обнаружить жир в печени

Опасный избыток жира в печени можно определить с помощью датчика, который следит за движением воды в живой ткани.

Как работает память у венериной мухоловки

Ионы кальция помогают мухоловке различать, что попало к ней ловушку – живое насекомое или просто песчинка.

В реакциях твердотельного синтеза может участвовать влага из воздуха

Исследователи из НГУ и Института химии твердого тела и механохимии СО РАН изучили влияние разных количеств воды на протекание механохимической реакции образования мономалоната глициния. Результаты
Комментарии

НАПИСАТЬ КОММЕНТАРИЙ

Ваше Имя:
Ваш E-Mail:
Код:
Кликните на изображение чтобы обновить код, если он неразборчив
Введите код:
Популярные новости
Ирина Лёвшина и её пластилиновые копии известных картинКак работает бумеранг и кто его изобрел?В Перу обнаружили древние захоронения — какие секреты хранят останки?10 лесов, которые наносят природе непоправимый вредСамый большой клад золотых монет в Великобритании«Оргонный накопитель» Вильгельма РайхаТайны космоса: вселенская панспермия?Насыпь в крепость