Исследование процесса реактивного ионно-лучевого распыления арсенида галлия с использованием оптической эмиссионной спектроскопии
https://doi.org/10.35596/1729-7648-2021-19-1-5-10
Аннотация
Целью данной работы являлось исследование процесса -реактивного ионно лучевого распыления арсенида галлия с использованием оптического эмиссионного анализа плазмы в области мишени для определения оптимальных условий формирования собственных оксидов GaAs. Источником ионов являлся плазмотрон на базе ускорителя с анодным слоем, который генерировал поток ускоренных ионов аргона и кислорода с энергией 400–1200 эВ. Мишень была изготовлена из арсенида галлия, легированного теллуром. При распылении GaAs ионами Ar+ в спектре обнаружены интенсивные линии GaI (2874,2 Å, 2943,6 Å, 4033,0 Å и 4172,1 Å), атомарного аргона ArI, ионов аргона, а также линии FeI.тПоявление линий железа может быть объяснено распылением полюсных наконечников магнитной системы ионного источника. Увеличение ускоряющего напряжения с 1 до 3 кВ приводит к росту интенсивности пиков атомарного галлия GaI (4172,1 Å) в 2,38 раза, линии GaI (4033,0 Å) – в 3,25 раза, линии GaI (2943,6 Å) – в 3,4 раза, линии GaI (2874,2 Å) – в 5 раз. Установлено, что увеличение парциального давления кислорода приводит к резкому уменьшению пиков GaI (4033,0 Å) и GaI (4172,1 Å) из-за химического взаимодействия галлия и кислорода. Распыление в чистом кислороде снижает интенсивность этих пиков в 8 и 5 раз соответственно. Интенсивность пиков атомарного галлия GaI (2874,2 Å) и GaI (2943,6 Å) снизилась в 2 и 1,78 раза соответственно. При наличии положительного потенциала на мишени интенсивность всех линий атомарного галлия монотонно снижается с увеличением потенциала. В эмиссионном спектре были обнаружены линии атомарного кислорода ОI (7774,2 Å) и молекулярных положительных ионов O+2 (6418,7 Å, 6026,4 Å, 5631,9 Å и 5295,7 Å). При наличии положительного потенциала на мишени наблюдалось монотонное снижение интенсивности вышеуказанных линий кислорода. Это свидетельствует об интенсификации процессов химического взаимодействия кислорода с элементами мишени и, соответственно, о снижении свободных активных частиц кислорода.
Для цитирования:
Телеш Е.В. Исследование процесса реактивного ионно-лучевого распыления арсенида галлия с использованием оптической эмиссионной спектроскопии. Доклады БГУИР. 2021;19(1):5-10. https://doi.org/10.35596/1729-7648-2021-19-1-5-10
For citation:
Тelesh E.V. Investigation of the process of reactive ion-beam sputtering of gallium arsenide using optical emission spectroscopy. Doklady BGUIR. 2021;19(1):5-10. (In Russ.) https://doi.org/10.35596/1729-7648-2021-19-1-5-10