Формування фотонних наноструктур за допомогою інтерференційної літографії та осадження у вакуумі під ковзним кутом

Досліджено процес формування фотонних структур на поверхні мікропрофільованих кремнієвих підкладок. Формування рельєфної структури на кремнієвій пластині у вигляді матриці виступів субмікронних розмірів здійснювали за допомогою інтерференційної літографії з використанням вакуумних халькогенідних фот...

Повний опис

Збережено в:

Бібліографічні деталі
Дата:	2011
Автори:	Індутний, І.З., Минько, В.І., Шепелявий, П.Є., Сопінський, М.В., Ткач, В.М., Данько, В.А.
Формат:	Стаття
Мова:	Ukrainian
Опубліковано:	Інститут фізики напівпровідників імені В.Є. Лашкарьова НАН України 2011
Назва видання:	Оптоэлектроника и полупроводниковая техника
Онлайн доступ:	https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/116696
Теги:	Додати тег Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
Назва журналу:	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
Цитувати:	Формування фотонних наноструктур за допомогою інтерференційної літографії та осадження у вакуумі під ковзним кутом / І.З. Індутний, В.І. Минько, П.Є. Шепелявий, М.В. Сопінський, В.М. Ткач, В.А. Данько // Оптоэлектроника и полупроводниковая техника: Сб. научн. тр. — 2011. — Вип. 46. — С. 49-56. — Бібліогр.: 17 назв. — укр.

Репозитарії

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine

id	nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-116696
record_format	dspace
spelling	nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-1166962025-02-09T23:43:57Z Формування фотонних наноструктур за допомогою інтерференційної літографії та осадження у вакуумі під ковзним кутом Growth of the photonic nanostructures using interference lithography and oblique deposition in vacuum Індутний, І.З. Минько, В.І. Шепелявий, П.Є. Сопінський, М.В. Ткач, В.М. Данько, В.А. Досліджено процес формування фотонних структур на поверхні мікропрофільованих кремнієвих підкладок. Формування рельєфної структури на кремнієвій пластині у вигляді матриці виступів субмікронних розмірів здійснювали за допомогою інтерференційної літографії з використанням вакуумних халькогенідних фоторезистів та селективного рідинного травлення. Для вирощування матриці SiOx-колон субмікронних розмірів на виступах мікропрофільованої підкладки використовувалось термічне осадження монооксиду кремнію у вакуумі під ковзним кутом. Геометричн і параметри отриманих структур вивчено за допомогою високороздільного електронного та атомно-силового мікроскопів. Для характеризації отриманих структур проведено дослідження їх дифракційних та поляризаційних характеристик. Отримані кутові залежності дифракційної ефективності та ефективності конверсії поляризації демонструють анізотропні оптичні властивості двовимірних матриць SiOx-колон, що свідчить про можливість застосування таких структур як тонкоплівкових оптичних елементів. Growth of photonic structures on the micropatterned silicon substrates has been studied. The interference lithography with vacuum chalcogenide photoresists and selective wet etching were used for formation of relief structure on the silicon wafer as the matrix of submicrometer hillocks. The two-dimensional photonic arrays of submicrometer SiOx columns were produced by thermal evaporation of silicon monoxide in vacuum and oblique deposition onto patterned Si surface. The geometrical parameters of the obtained structures were examined with high-resolution electron microscope and scanning probe microscope in the AFM tapping mode. Diffraction properties of the obtained photonic arrays and their polarization characteristics were also studied. The obtained angular dependences of diffraction efficiency and efficiency of polarization conversion demonstrate anisotropic optical properties of two-dimensional photonic SiOx arrays, and such structures have potential application as thin-film optical elements. 2011 Article Формування фотонних наноструктур за допомогою інтерференційної літографії та осадження у вакуумі під ковзним кутом / І.З. Індутний, В.І. Минько, П.Є. Шепелявий, М.В. Сопінський, В.М. Ткач, В.А. Данько // Оптоэлектроника и полупроводниковая техника: Сб. научн. тр. — 2011. — Вип. 46. — С. 49-56. — Бібліогр.: 17 назв. — укр. 0233-7577 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/116696 535.421; 546.28; 621.793 uk Оптоэлектроника и полупроводниковая техника application/pdf Інститут фізики напівпровідників імені В.Є. Лашкарьова НАН України
institution	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
collection	DSpace DC
language	Ukrainian
description	Досліджено процес формування фотонних структур на поверхні мікропрофільованих кремнієвих підкладок. Формування рельєфної структури на кремнієвій пластині у вигляді матриці виступів субмікронних розмірів здійснювали за допомогою інтерференційної літографії з використанням вакуумних халькогенідних фоторезистів та селективного рідинного травлення. Для вирощування матриці SiOx-колон субмікронних розмірів на виступах мікропрофільованої підкладки використовувалось термічне осадження монооксиду кремнію у вакуумі під ковзним кутом. Геометричн і параметри отриманих структур вивчено за допомогою високороздільного електронного та атомно-силового мікроскопів. Для характеризації отриманих структур проведено дослідження їх дифракційних та поляризаційних характеристик. Отримані кутові залежності дифракційної ефективності та ефективності конверсії поляризації демонструють анізотропні оптичні властивості двовимірних матриць SiOx-колон, що свідчить про можливість застосування таких структур як тонкоплівкових оптичних елементів.
format	Article
author	Індутний, І.З. Минько, В.І. Шепелявий, П.Є. Сопінський, М.В. Ткач, В.М. Данько, В.А.
spellingShingle	Індутний, І.З. Минько, В.І. Шепелявий, П.Є. Сопінський, М.В. Ткач, В.М. Данько, В.А. Формування фотонних наноструктур за допомогою інтерференційної літографії та осадження у вакуумі під ковзним кутом Оптоэлектроника и полупроводниковая техника
author_facet	Індутний, І.З. Минько, В.І. Шепелявий, П.Є. Сопінський, М.В. Ткач, В.М. Данько, В.А.
author_sort	Індутний, І.З.
title	Формування фотонних наноструктур за допомогою інтерференційної літографії та осадження у вакуумі під ковзним кутом
title_short	Формування фотонних наноструктур за допомогою інтерференційної літографії та осадження у вакуумі під ковзним кутом
title_full	Формування фотонних наноструктур за допомогою інтерференційної літографії та осадження у вакуумі під ковзним кутом
title_fullStr	Формування фотонних наноструктур за допомогою інтерференційної літографії та осадження у вакуумі під ковзним кутом
title_full_unstemmed	Формування фотонних наноструктур за допомогою інтерференційної літографії та осадження у вакуумі під ковзним кутом
title_sort	формування фотонних наноструктур за допомогою інтерференційної літографії та осадження у вакуумі під ковзним кутом
publisher	Інститут фізики напівпровідників імені В.Є. Лашкарьова НАН України
publishDate	2011
url	https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/116696
citation_txt	Формування фотонних наноструктур за допомогою інтерференційної літографії та осадження у вакуумі під ковзним кутом / І.З. Індутний, В.І. Минько, П.Є. Шепелявий, М.В. Сопінський, В.М. Ткач, В.А. Данько // Оптоэлектроника и полупроводниковая техника: Сб. научн. тр. — 2011. — Вип. 46. — С. 49-56. — Бібліогр.: 17 назв. — укр.
series	Оптоэлектроника и полупроводниковая техника
work_keys_str_mv	AT índutniiíz formuvannâfotonnihnanostrukturzadopomogoûínterferencíinoílítografíítaosadžennâuvakuumípídkovznimkutom AT minʹkoví formuvannâfotonnihnanostrukturzadopomogoûínterferencíinoílítografíítaosadžennâuvakuumípídkovznimkutom AT šepelâviipê formuvannâfotonnihnanostrukturzadopomogoûínterferencíinoílítografíítaosadžennâuvakuumípídkovznimkutom AT sopínsʹkiimv formuvannâfotonnihnanostrukturzadopomogoûínterferencíinoílítografíítaosadžennâuvakuumípídkovznimkutom AT tkačvm formuvannâfotonnihnanostrukturzadopomogoûínterferencíinoílítografíítaosadžennâuvakuumípídkovznimkutom AT danʹkova formuvannâfotonnihnanostrukturzadopomogoûínterferencíinoílítografíítaosadžennâuvakuumípídkovznimkutom AT índutniiíz growthofthephotonicnanostructuresusinginterferencelithographyandobliquedepositioninvacuum AT minʹkoví growthofthephotonicnanostructuresusinginterferencelithographyandobliquedepositioninvacuum AT šepelâviipê growthofthephotonicnanostructuresusinginterferencelithographyandobliquedepositioninvacuum AT sopínsʹkiimv growthofthephotonicnanostructuresusinginterferencelithographyandobliquedepositioninvacuum AT tkačvm growthofthephotonicnanostructuresusinginterferencelithographyandobliquedepositioninvacuum AT danʹkova growthofthephotonicnanostructuresusinginterferencelithographyandobliquedepositioninvacuum
first_indexed	2025-12-01T20:33:38Z
last_indexed	2025-12-01T20:33:38Z
_version_	1850339460899667968
fulltext	ISSN 0233-7577. Oïòîýëåêòðîíèêà è ïîëóïðîâîäíèêîâàÿ òåõíèêà, 2011, âûï. 46 49 ÓÄÊ 535.421; 546.28; 621.793 . . , . . , . . , . . , . . , . . Äîñë³äæåíî ïðîöåñ ôîðìóâàííÿ ôîòîííèõ ñòðóêòóð íà ïîâåðõí³ ì³ê- ðîïðîô³ëüîâàíèõ êðåìí³ºâèõ ï³äêëàäîê. Ôîðìóâàííÿ ðåëüºôíî¿ ñòðóêòóðè íà êðåìí³º- â³é ïëàñòèí³ ó âèãëÿä³ ìàòðèö³ âèñòóï³â ñóáì³êðîííèõ ðîçì³ð³â çä³éñíþâàëè çà äî- ïîìîãîþ ³íòåðôåðåíö³éíî¿ ë³òîãðàô³¿ ç âèêîðèñòàííÿì âàêóóìíèõ õàëüêîãåí³äíèõ ôîòîðåçèñò³â òà ñåëåêòèâíîãî ð³äèííîãî òðàâëåííÿ. Äëÿ âèðîùóâàííÿ ìàòðèö³ SiOx- êîëîí ñóáì³êðîííèõ ðîçì³ð³â íà âèñòóïàõ ì³êðîïðîô³ëüîâàíî¿ ï³äêëàäêè âèêîðèñòîâó- âàëîñü òåðì³÷íå îñàäæåííÿ ìîíîîêñèäó êðåìí³þ ó âàêóóì³ ï³ä êîâçíèì êóòîì. Ãåîìåò- ðè÷í³ ïàðàìåòðè îòðèìàíèõ ñòðóêòóð âèâ÷åíî çà äîïîìîãîþ âèñîêîðîçä³ëüíîãî åëåê- òðîííîãî òà àòîìíî-ñèëîâîãî ì³êðîñêîï³â. Äëÿ õàðàêòåðèçàö³¿ îòðèìàíèõ ñòðóêòóð ïðîâåäåíî äîñë³äæåííÿ ¿õ äèôðàêö³éíèõ òà ïîëÿðèçàö³éíèõ õàðàêòåðèñòèê. Îòðèìàí³ êóòîâ³ çàëåæíîñò³ äèôðàêö³éíî¿ åôåêòèâíîñò³ òà åôåêòèâíîñò³ êîíâåðñ³¿ ïîëÿðèçàö³¿ äåìîíñòðóþòü àí³çîòðîïí³ îïòè÷í³ âëàñòèâîñò³ äâîâèì³ðíèõ ìàòðèöü SiOx-êîëîí, ùî ñâ³ä÷èòü ïðî ìîæëèâ³ñòü çàñòîñóâàííÿ òàêèõ ñòðóêòóð ÿê òîíêîïë³âêîâèõ îïòè÷íèõ åëåìåíò³â. Êëþ÷îâ³ ñëîâà: ³íòåðôåðåíö³éíà ë³òîãðàô³ÿ, îñàäæåííÿ ï³ä êîâçíèì êóòîì, ôîòîíí³ ñòðóêòóðè. Îñòàíí³ì ÷àñîì óâàãó áàãàòüîõ äîñë³äíèê³â ïðèâåðíóëà òåõíîëîã³ÿ ôîðìóâàííÿ íàíîñòðóêòóðîâàíèõ øàð³â óíàñë³äîê îñàäæåííÿ ó âàêóóì³ ï³ä êîâçíèì êóòîì äî ïîâåðõí³ ï³äêëàäêè (glancing, or oblique angle deposition) [1, 2]. Îòðèìàí³ ñòðóêòóðè ìàþòü ïåðñïåêòèâè øèðî- êîãî âèêîðèñòàííÿ ÿê ôîòîíí³ êðèñòàëè [3], ïîëÿðèçàö³éí³ ô³ëüòðè [4], ð³çíîìàí³òí³ ñåíñîðè [5] òà ³í. Ùîá îòðèìàòè ðåãóëÿðí³ ôîòîíí³ ñòðóêòóðè ç çàäàíèìè ðîçì³ðàìè òà ïåð³îäè÷í³ñòþ, íåîáõ³äíî âèêîðèñòîâóâàòè ï³äêëàäêè, íà ïîâåðõí³ ÿêèõ ñôîðìîâàíî ïåð³îäè÷íó ðåëüºôíó ñòðóêòóðó. Äëÿ ì³êðîïðîô³ëþâàííÿ ïî- âåðõí³ ï³äêëàäîê âèêîðèñòîâóþòü ñó÷àñí³ ë³òîãðàô³÷í³ òåõíîëîã³¿: åëåêò- ðîííî-ïðîìåíåâó ë³òîãðàô³þ [6], íàíîñôåðíó ë³òîãðàô³þ [7], ³íòåðôåðåí- ö³éíó ë³òîãðàô³þ [8]. Íàéá³ëüø ïðîñòîþ ³ òåõíîëîã³÷íîþ º ³íòåðôåðåí- ö³éíà ë³òîãðàô³ÿ, ÿêà äàº çìîãó óíàñë³äîê îäíîêðàòíîãî åêñïîíóâàííÿ îòðèìóâàòè íåîáõ³äíèé ðåëüºô íà ï³äêëàäêàõ âåëèêî¿ ïëîù³ ç äóæå âèñî- êîþ îäíîð³äí³ñòþ ðîçì³ð³â, ùî âàæëèâî äëÿ çàñòîñóâàíü â îïòèö³ òà îïòî- åëåêòðîí³ö³. ßê áóëî ïîêàçàíî, ³íòåðôåðåíö³éíà ë³òîãðàô³ÿ ç âèêîðèñòàí- íÿì âèñîêîðîçä³ëüíîãî õàëüêîãåí³äíîãî ôîòîðåçèñòó º ïåðñïåêòèâíîþ òåõíîëîã³ºþ äëÿ ôîðìóâàííÿ îäíî- òà äâîâèì³ðíèõ ñóáì³êðîííèõ ïåð³î- äè÷íèõ ñòðóêòóð íà ïîâåðõí³ íàï³âïðîâ³äíèê³â òà ä³åëåêòðèê³â [9]. Ó äàí³é ïðàö³ íàâåäåíî ðåçóëüòàòè äîñë³äæåíü çàñòîñóâàííÿ ³íòåðôåðåíö³éíî¿ ë³- òîãðàô³¿ íà õàëüêîãåí³äíèõ ôîòîðåçèñòàõ äëÿ ì³êðîïðîô³ëþâàííÿ íàï³â- ïðîâ³äíèêîâèõ ï³äêëàäîê, à òàêîæ ïðîöåñ³â ôîðìóâàííÿ íàíîñòðóêòóðî- âàíèõ ä³åëåêòðè÷íèõ øàð³â íà öèõ ï³äêëàäêàõ óíàñë³äîê òåðì³÷íîãî îñà- äæåííÿ ó âàêóóì³ ï³ä êîâçíèì êóòîì. © ².Ç. ²íäóòíèé, Â.². Ìèíüêî, Ï.ª. Øåïåëÿâèé, Ì.Â. Ñîï³íñüêèé, Â.Ì. Òêà÷, Â.À. Äàíüêî, 2011 50 Íà ïîïåðåäíüî î÷èùåíó ïîâåðõíþ ïëàñòèíè Si îð³ºíòàö³¿ (100) øëÿõîì òåðì³÷íîãî âèïàðîâóâàííÿ ó âàêóóì³ 2 10�3 Ïà ïîñë³äîâ- íî íàíîñèëè øàðè Cr òà õàëüêîãåí³äíîãî ñêëà As40S30Se30 òîâùèíîþ â³ä- ïîâ³äíî 30�50 íì òà 150�300 íì. Êîíòðîëü òîâùèí ï³ä ÷àñ íàíåñåííÿ ïë³âîê çä³éñíþâàâñÿ çà äîïîìîãîþ êâàðöîâîãî âèì³ðþâà÷à òîâùèíè (ÊÈÒ-1), ï³ñëÿ îñàäæåííÿ � ì³êðî³íòåðôåðîìåòðîì (ÌÈÈ-4). Øàð Cr âèêîíóº àäãåçèâíó òà ðåçèñòèâíó ôóíêö³¿, à øàð As40S30Se30 ìàº ôîòîðå- çèñòèâí³ âëàñòèâîñò³. Çðàçêè äëÿ îòðèìàííÿ ðåçèñòèâíî¿ ìàñêè åêñïîíó- âàëèñÿ ³íòåðôåðåíö³éíîþ êàðòèíîþ â³ä äâîõ êîãåðåíòíèõ ïó÷ê³â âèïðî- ì³íþâàííÿ àðãîíîâîãî ëàçåðà ç äîâæèíîþ õâèë³ 488 íì. Ùîá îòðèìàòè ìàñêó ó âèãëÿä³ ïåð³îäè÷íî¿ äâîâèì³ðíî¿ ñòðóêòóðè, çä³éñíþâàëè äâîðà- çîâå åêñïîíóâàííÿ çà äâîõ âçàºìíî ïåðïåíäèêóëÿðíèõ îð³ºíòàö³é ïëàñ- òèíè ç ðåçèñòîì. Ïðîòÿãîì ïåðøîãî åêñïîíóâàííÿ Si (100) ïëàñòèíà îð³ºíòóâàëàñü áàçîâèì çð³çîì (íàïðÿì [110]) ïàðàëåëüíî äî íàïðÿì³â ³íòåðôåðåíö³éíèõ ñìóã. Ï³ñëÿ åòàïó åêñïîíóâàííÿ ïðîâîäèëîñü ñåëåêòèâíå âèäàëåííÿ ä³ëÿ- íîê õàëüêîãåí³äíîãî øàðó çà íåãàòèâíèì òèïîì òðàâëåííÿ (øâèäê³ñòü ðîç÷èíåííÿ çìåíøóºòüñÿ ç³ çá³ëüøåííÿì äîçè îïðîì³íåííÿ). Íàñòóïíèì åòàïîì áóëî âèäàëåííÿ àäãåçèâíîãî øàðó ÷åðåç õàëüêîãåí³äíó ìàñêó. Òðàâ- ëåííÿ õàëüêîãåí³äíî¿ ñïîëóêè çä³éñíþâàëîñü áåçâîäíèìè ðîç÷èíàìè îð- ãàí³÷íèõ ëóã³â, à øàðó Cr � âîäíèì ðîç÷èíîì HCl. Óòâîðåíà òàêèì ÷è- íîì äâîøàðîâà ðåçèñòèâíà ìàñêà As40S30Se30-Cr âèêîðèñòîâóâàëàñü äëÿ ôîðìóâàííÿ íà ïîâåðõí³ Si â³äïîâ³äíîãî ðåëüºôó. Òðàâëåííÿ êðåìí³þ ïðîâîäèëîñü ëóæíèìè ðîç÷èíàìè íà îñíîâ³ åòèëåíä³àì³íó, ÿê³ º òðàâè- ëüíèêàìè àí³çîòðîïíîãî òèïó. Äëÿ âèçíà÷åííÿ ôîðìè ïðîô³ëþ îòðèìàíèõ ðåëüºôíèõ åëåìåíò³â òà ¿õ ðîçì³ð³â âèêîðèñòîâóâàâñÿ ì³êðîñêîï àòîìíèõ ñèë Dimension 3000 Scanning Probe Microscope ô³ðìè Digital Instruments. Ïåð³îäè÷í³ íàíîñòðóêòóðîâàí³ øàðè ó âèãëÿä³ êîëîí ñêëàäó SiOx îòðèìóâàëè òåðì³÷íèì âèïàðîâóâàííÿì ó âàêóóì³ (2 · 10�3 Ïà) ìîíîîê- ñèäó êðåìí³þ SiO ô³ðìè Cerac. Inc. ÷èñòîòîþ 99,9 % íà îòðèìàí³ ì³êðî- ïðîô³ëüîâàí³ Si-ï³äêëàäêè, ÿê³ ðîçì³ùóâàëè ï³ä êóòîì 75 ì³æ íîðìàë- ëþ äî ïîâåðõí³ ï³äêëàäêè òà íàïðÿìîì íà âèïàðîâóâà÷. Ãåîìåòðè÷í³ ïà- ðàìåòðè îòðèìàíèõ ñòðóêòóð âèâ÷àëè çà äîïîìîãîþ âèñîêîðîçä³ëüíîãî åëåêòðîííîãî ì³êðîñêîïà ZEISS EVO 50XVP. Äèôðàêö³éí³ âëàñòèâîñò³ äîñë³äæóâàëè øëÿõîì âèì³ðþâàííÿ êóòîâî¿ çàëåæíîñò³ ( ) ( � êóò ïàä³ííÿ ïðîìåíÿ íà çðàçîê) äèôðàêö³éíî¿ åôåêòèâíîñò³ îòðèìàíèõ çðàçê³â, ÿê³ ïîïåðåäíüî ïîêðèâàëèñü â³äáèâàëü- íèì øàðîì Al òîâùèíîþ 50 íì. Çíà÷åííÿ âèçíà÷àëèñü ÿê â³äíîøåííÿ ³íòåíñèâíîñò³ äèôðàãîâàíîãî âèïðîì³íþâàííÿ äî ³íòåíñèâíîñò³ ïàäàþ- ÷îãî. Âèì³ðþâàííÿ ïðîâîäèëèñü ç âèêîðèñòàííÿì ãåë³é-íåîíîâîãî ëàçåðà ËÃÍ-208 À ( = 632,8 íì) òà ãîí³îìåòðà Ã 5Ì äëÿ äâîõ íàïðÿì³â (p òà s) ïîëÿðèçàö³¿ ïàäàþ÷îãî ñâ³òëà. Äëÿ ïðîâåäåííÿ äîñë³äæåíü ñòðóêòóðíî¿ àí³çîòðîï³¿ â îòðèìàíèõ çðàç- êàõ çà äîïîìîãîþ ïîëÿðèçàö³éíîãî ìåòîäó (äîñë³äæåííÿ åôåêòó êîíâåð- ñ³¿ p�s-ïîëÿðèçàö³¿) âèêîðèñòîâóâàâñÿ åë³ïñîìåòð ËÅÔ-3M-1 (Ôåîäî- ñ³ÿ, Óêðà¿íà) ç He-Ne-ëàçåðîì ÿê äæåðåëîì ñâ³òëà ( = 632,8 íì). Ïåð³îä ³ ïîïåðå÷í³ ðîçì³ðè ðåëüºôíèõ ñòðóêòóð íà ïîâåðõ- í³ Si ï³ä ÷àñ ì³êðîïðîô³ëþâàííÿ íàï³âïðîâ³äíèêîâèõ ï³äêëàäîê ³ç çàñòî- ñóâàííÿì ³íòåðôåðåíö³éíî¿ ë³òîãðàô³¿ íà õàëüêîãåí³äíèõ ôîòîðåçèñòàõ çà- 51 Ðèñ. 1. ÀÑÌ-çîáðàæåííÿ ïå- ð³îäè÷íîãî ðåëüºôó íà ïî- âåðõí³ Si (100) ï³äêëàäêè, ñôîðìîâàíîãî çà äîïîìî- ãîþ ³íòåðôåðåíö³éíî¿ ë³- òîãðàô³¿ íà õàëüêîãåí³äíèõ ôîòîðåçèñòàõ äàþòüñÿ õàðàêòåðèñòèêàìè ñôîðìîâàíî¿ õàëüêîãåí³äíî¿ ìàñêè: ¿¿ ïåð³î- äîì, ðîçì³ðàìè ðåçèñòèâíèõ åëåìåíò³â, ¿õ ôîðìîþ. Ôîðìà ³ ðîçì³ð åëåìåíò³â ðåçèñòèâíî¿ ìàñêè âèçíà÷àþòüñÿ ðîçì³ðîì åêñïîçèö³¿ êîæíîãî ç äâîõ ïîñë³äîâíèõ åêñïîíóâàíü òà ÷àñîì ñåëåêòèâíîãî òðàâëåííÿ ôîòî- ðåçèñòó. Âèñîòà (ãëèáèíà) îòðèìàíèõ ðåëüºôíèõ ñòðóêòóð âèçíà÷àºòüñÿ ÷àñîì òðàâëåííÿ íàï³âïðîâ³äíèêîâî¿ ï³äêëàäêè ÷åðåç ðåçèñòèâíó ìàñêó. Âèáèðàþ÷è ïåâí³ çíà÷åííÿ öèõ ïàðàìåòð³â ìîæíà îòðèìàòè çàäàí³ ãåî- ìåòðè÷í³ õàðàêòåðèñòèêè ïîâåðõíåâîãî ðåëüºôó. Áóëî ïðîâåäåíî äîñë³äæåííÿ òà îòðèìàíî ðåëüºôí³ á³íàðí³ ñòðóêòó- ðè íà ïîâåðõí³ Si-ïëàñòèí ç ïðîñòîðîâèìè ÷àñòîòàìè â³ä 0,73 äî 3,3 ìêì òà âèñîòîþ ðåëüºôó â³ä 0,1 äî 0,6 ìêì. Åëåìåíòè îòðèìàíèõ ñòðóêòóð ìàþòü âèãëÿä ñòîâï÷èê³â ðîìáîïîä³áíîãî ïåðåð³çó, ïðè÷îìó ñï³ââ³äíî- øåííÿ îñåé ðîìáà çàëåæèòü â³ä ñï³ââ³äíîøåííÿ ðîçì³ð³â äâîõ ïîñë³äîâ- íèõ åêñïîçèö³é ó ðàç³ ôîðìóâàííÿ ë³òîãðàô³÷íî¿ ìàñêè. Ïîïåðå÷í³ ðîç- ì³ðè öèõ ñòðóêòóð ñòàíîâèëè â³ä 0,3�0,4 ìêì äëÿ ïåð³îäó 0,73 ìêì äî 1,3�1,8 ìêì äëÿ ïåð³îäó 3,3 ìêì. Íà ðèñ. 1 íàâåäåíî ÀÑÌ-çîáðàæåííÿ ïåð³îäè÷íîãî ðåëüºôó, îòðè- ìàíîãî íà ïîâåðõí³ ìîíîêðèñòàëó êðåìí³þ øëÿõîì àí³çîòðîïíîãî òðàâ- ëåííÿ ÷åðåç çàõèñíó ìàñêó, ùî ìàëà âèãëÿä á³´ðàòêè ç ïåð³îäîì 1,25 ìêì. Çíà÷åííÿ ïîñë³äîâíèõ åêñïîçèö³é ³íòåðôåðåíö³éíèì ïîëåì ïðè ôîðìó- âàíí³ õàëüêîãåí³äíî¿ ìàñêè äåùî ðîçð³çíÿëèñÿ: 0,3 òà 0,35 Äæ/ñì2. ×àñ òðàâëåííÿ êðåìí³þ äîð³âíþº 25 ñ. Âèñîòà ðåëüºôó äàíî¿ ñòðóêòóðè íà ïîâåðõí³ Si ñòàíîâèòü áëèçüêî 0,28 ìêì, ôîðìà âèñòóï³â ìàº âèãëÿä ðîìáîïîä³áíîãî ïåðåð³çó, ïðè÷îìó íàïðÿì á³ëüøî¿ îñ³ ðîìáà çá³ãàºòüñÿ ç íàïðÿìîì ³íòåðôåðåíö³éíèõ ñìóã ó ðàç³ á³ëüøî¿ åêñïîçèö³¿. Òàêèì ÷è- íîì áóëè îòðèìàí³ ñòðóêòóðè ç ñóáì³êðîííèìè ðîçì³ðàìè åëåìåíò³â íà ï³äêëàäêàõ ç ðîçì³ðàìè äî 50 50 ìì. Äâîâèì³ðí³ ôîòîíí³ ñòðóêòóðè ñôîðìîâàíî øëÿõîì îñàäæåííÿ ó âà- êóóì³ òåðì³÷íî âèïàðåíîãî ìîíîîêñèäó êðåìí³þ íà Si (100) ï³äêëàä- êè óíàñë³äîê ÷îãî ïîâåðõí³ ìàþòü ïåð³îäè÷íèé ðåëüºô. Ïðîòÿãîì îñà- äæåííÿ ï³äêëàäêó îð³ºíòîâàíî ï³ä êóòîì = 75 ì³æ íîðìàëëþ äî ¿¿ ïîâå- ðõí³ òà íàïðÿìîì ïîòîêó âèïàðóâàíî¿ ðå÷îâèíè. Åëåêòðîííî-ì³êðîñêî- ï³÷íå çîáðàæåííÿ ïåðåð³çó îñàäæåíî¿ ôîòîííî¿ ñòðóêòóðè â ïëîùèí³ îñà- äæåííÿ (ïëîùèíà, ÿêà âêëþ÷àº íîðìàëü äî ïîâåðõí³ ï³äêëàäèíêè òà íàïðÿì ïîòîêó âèïàðóâàíî¿ ðå÷îâèíè) òà â ïåðïåíäèêóëÿðí³é ïëîùèí³, ïîêàçàíî â³äïîâ³äíî íà ðèñ. 2, à, á. Íà ðèñ. 3 íàâåäåíî çîáðàæåííÿ ö³º¿ 52 Ðèñ. 2. Åëåêòðîííî-ì³êðîñêîï³÷íå çîáðàæåííÿ ïåðåð³çó ìàòðèö³ SiOx-êîëîí â ïëî- ùèí³ îñàäæåííÿ (à) òà â ïåðïåíäèêóëÿðí³é ïëîùèí³ (á) Ðèñ. 3. Âèä çâåðõó íà ìàòðèöþ îñàäæåíèõ íà ïðîô³ëüîâàíó Si-ï³äêëàäêó SiOx-êîëîí. Çîáðàæåííÿ îòðèìàíî çà äîïîìîãîþ åëåêòðîííîãî ì³êðîñêîïà (à) òà ì³êðîñêîïà àòîìíèõ ñèë (á) ñàìî¿ ñòðóêòóðè íà ï³äêëàäö³ (âèä çâåðõó), îòðèìàíå çà äîïîìîãîþ åëåê- òðîííîãî ì³êðîñêîïà (à) òà àòîìíî-ñèëîâîãî ì³êðîñêîïà (á). Îñàäæåíà ñòðóêòóðà � âïîðÿäêîâàíà ìàòðèöÿ íàõèëåíèõ ó ïëîùèí³ îñàäæåííÿ SiOx-êîëîí, ÿê³ âèðîùåí³ íà Si-ñòîâï÷èêàõ. Ðîçì³ðè öèõ êîëîí ó íèæí³é ÷àñòèí³ çá³ãàþòüñÿ ç ðîçì³ðàìè Si-ñòîâï÷èê³â. Ó âåðõí³é ÷àñòèí³ SiOx- êîëîíè ïîñòóïîâî ðîçøèðþþòüñÿ ³ íàâ³òü çëèâàþòüñÿ â íàïðÿì³ îð³ºíòàö³¿ á³ëüøî¿ îñ³ ðîìáîïîä³áíîãî ïåðåð³çó âèñòóï³â êðåìí³ºâî¿ ï³äêëàäêè. Íà- ïðèêëàä, ó ïëîùèí³ îñàäæåííÿ â íèæí³é ÷àñòèí³ (á³ëÿ ï³äêëàäèíêè) ðîç- ì³ð SiOx-êîëîí ñòàíîâèòü ïðèáëèçíî 800 íì, à ó âåðõí³é � 1000�1100 íì. Òîâùèíà ìàòðèö³ äîð³âíþº 980 íì, à äîâæèíà êîëîí çà ðàõóíîê ¿õ íàõè- ëó äåùî á³ëüøà � ïðèáëèçíî 1200 íì. Ðåçóëüòàòè åëåêòðîííî-ì³êðîñêîï³÷íèõ äîñë³äæåíü àíàëîã³÷íèõ ïë³âîê SiOx, îñàäæåíèõ ï³ä êóòîì íà íåïðîô³ëüîâàí³ êðåìí³ºâ³ ï³äêëàäêè ò³º¿ ñà- ìî¿ îð³ºíòàö³¿, ïîêàçàëè, ùî ñàì³ ïë³âêè ìàþòü ïîðóâàòó êîëîíîïîä³áíó ñòðóêòóðó, äå ä³àìåòð íàíîêîëîí çì³íþºòüñÿ â ìåæàõ 10�100 íì. Ñåðåäí³ ðîçì³ðè íàíîêîëîí, ¿õ îð³ºíòàö³ÿ, à òàêîæ ïîðóâàò³ñòü ñòðóêòóðè çàëåæàòü â³ä êóòà îñàäæåííÿ ïë³âêè. Ïîðóâàò³ñòü çðàçê³â, âèçíà÷åíà â ïðàö³ [10], äîð³âíþâàëà 53 % äëÿ ïë³âîê, îñàäæåíèõ ï³ä êóòîì 75 . Ñêëàä ìàòðèö³ SiOx (³íäåêñ ñòåõ³îìåòð³¿ õ) âèçíà÷åíî çà ïîëîæåííÿì ìàêñèìóìó ñìóãè ïîãëèíàííÿ íà Si�O-çâ�ÿçêàõ (ï³ê ó ä³àïàçîí³ 1000�1100 ñì�1 çàëåæíî â³ä çíà÷åííÿ ³íäåêñó ñòåõ³îìåòð³¿): õ 1,73 [11], ùî ö³ëêîì â³äïîâ³äàº óìîâàì íàíåñåííÿ ïë³âêè. Íàíîêîëîíè ïîðóâàòèõ SiOx-ïë³âîê ïðîñòÿãàþòüñÿ ÷åðåç âñþ òîâùè- íó ïë³âêè â³ä ï³äêëàäêè äî ïîâåðõí³. Êóòè íàõèëó íàíîêîëîí (â³äíîñ- íî íîðìàë³ äî ïîâåðõí³ ï³äêëàäêè) çíà÷íî ìåíø³, í³æ ïåðåäáà÷åíî íà 53 ï³äñòàâ³ íàéá³ëüø çàñòîñîâíèõ ìîäåëåé, îïèñóâàíèõ ñï³ââ³äíîøåííÿì ì³æ òà [12, 13]. Ïðîòå âîíè íåïîãàíî óçãîäæóþòüñÿ ç íåùîäàâíî çàïðîïîíîâàíîþ íàï³âåìï³ðè÷íîþ ìîäåëëþ [14], ÿêà á³ëüø àäåêâàòíî îïèñóº åêñïåðèìåíòàëüíî ñïîñòåðåæóâàí³ çàëåæíîñò³ â³ä . ßê áà÷èìî ç ðèñ. 2, 3, îòðèìàíà ìàòðèöÿ âïîðÿäêîâàíèõ ä³åëåêòðè÷- íèõ SiOx-êîëîí ìàº àíàëîã³÷íó ì³êðîñòðóêòóðó, ÿê ³ ïë³âêè íà ñóö³ëüíèõ ï³äêëàäêàõ. Êîæíà ä³åëåêòðè÷íà SiOx êîëîíà º ïîðóâàòîþ ³ ñêëàäàºòüñÿ ç íàíîêîëîí ðîçì³ðàìè 10�100 íì, ÿê³ îð³ºíòîâàíî ï³ä ïåâíèì êóòîì äî ï³äêëàäêè. Íàíîêîëîíè, ùî ëîêàë³çîâàí³ â öåíòðàëüí³é ÷àñòèí³ êîëîí, ìàþòü òàêó ñàìó îð³ºíòàö³þ, ÿê ³ â ïîðóâàòèõ ïë³âêàõ, íàíåñåíèõ ï³ä òèì ñàìèì êóòîì íà íåïðîô³ëüîâàíó ï³äêëàäêó. Íàíîêîëîíè, ùî ðîçì³ùåí³ áëèæ÷å äî á³÷íèõ ãðàíåé SiOx-êîëîí, â³äõèëÿþòüñÿ íà äåê³ëüêà ãðàäóñ³â óíàñë³äîê ðîçøèðåííÿ êîëîí. Íà ðèñ. 4 íàâåäåíî ðåçóëüòàòè âèì³ðþâàííÿ êóòîâèõ çàëåæíîñòåé äèôðàêö³éíî¿ åôåêòèâíîñò³ ÿê âèõ³äíèõ ì³êðîïðîô³ëüîâàíèõ êðåìí³ºâèõ ï³äêëàäîê, òàê ³ ìàòðèöü âïîðÿäêîâàíèõ SiOx-êîëîí, âèðîùåíèõ íà öèõ ï³äêëàäêàõ. Çðàçêè îð³ºíòîâàíî òàê, ùîá ïëîùèíà ïàä³ííÿ ëàçåðíîãî ïðîìåíÿ ï³ä ÷àñ âèì³ðþâàíü çá³ãàëàñÿ ³ç ïëîùèíîþ îñàäæåííÿ SiOx ó âàêóóì³. ßê áà÷èìî ³ç ðèñóíêà, âèõ³äíà êðåìí³ºâà ñòðóêòóðà õàðàêòåðè- çóºòüñÿ ïðàêòè÷íî ñèìåòðè÷íèì êóòîâèì ðîçïîä³ëîì äèôðàêö³éíî¿ åôåê- òèâíîñò³ (ó ìåæàõ åêñïåðèìåíòàëüíèõ ïîõèáîê), ùî ñâ³ä÷èòü ïðî â³äñóò- í³ñòü îïòè÷íî¿ àñèìåòð³¿ â ïëîùèí³ ïàä³ííÿ ïðîìåíÿ. Öå â³äïîâ³äàº ðå- çóëüòàòàì ÀÑÌ-äîñë³äæåíü ïîâåðõíåâîãî ðåëüºôó ì³êðîïðîô³ëüîâàíî¿ ïëàñòèíè. Äëÿ çðàçê³â ç íàíåñåíîþ SiOx-ñòðóêòóðîþ ñïîñòåð³ãàºòüñÿ çíà÷íà íåñèìåòðè÷í³ñòü ðîçïîä³ëó äèôðàêö³éíî¿ åôåêòèâíîñò³, ùî ïî- â'ÿçàíî ç ìàòðèöåþ SiOx-êîëîí, ÿê³ íàõèëåí³ ï³ä ïåâíèì êóòîì äî ï³ä- êëàäêè â ïëîùèí³ îñàäæåííÿ (³ ïàä³ííÿ ëàçåðíîãî ïðîìåíÿ). Êð³ì òîãî, â óñüîìó ³íòåðâàë³ êóò³â ³ñíóº çíà÷íà ð³çíèöÿ ì³æ äèôðàêö³éíîþ åôåê- òèâí³ñòþ äëÿ äâîõ íàïðÿì³â ïîëÿðèçàö³¿ ëàçåðíîãî ïðîìåíÿ. Öå òàêîæ ïîâ�ÿçàíî ç íàÿâí³ñòþ îð³ºíòîâàíèõ SiOx-êîëîí, ùî çóìîâëþº àí³çîòðî- ï³þ ôîðìè òàêî¿ ñòðóêòóðè [15]. Îñê³ëüêè àí³çîòðîï³ÿ ôîðìè ïðèâîäèòü äî îïòè÷íî¿ àí³çîòðîï³¿ îòðèìàíèõ ñòðóêòóð, äëÿ ¿õ äîñë³äæåííÿ äîö³ëüíî çàñòîñîâóâàòè ïîëÿðè- çàö³éí³ ìåòîäè. Ó ïðàö³ [16] çàïðîïîíîâàíî ïðîñòèé ïîëÿðèçàö³éíèé ìåòîä äîñë³äæåííÿ ñòðóêòóðíî¿ àí³çîòðîï³¿ â ñê³ñíî îñàäæåíèõ ïë³âêàõ ç âèêîðèñòàííÿì ñòàíäàðòíîãî íóëü-åë³ïñîìåòðà (ËÝÔ-3-Ì-1). Äëÿ âèçíà÷åííÿ õàðàêòåðó ìîæëèâî¿ ñòðóêòóðíî¿ àí³çîòðîï³¿ ïðîïîíó- âàëîñÿ äîñë³äèòè òàê çâàíèé êðîñ-ïîëÿðèçàö³éíèé åôåêò àáî åôåêò êîí- âåðñ³¿ p�s-ïîëÿðèçàö³¿. Öÿ ìåòîäèêà áàçóºòüñÿ íà òîìó, ùî íåä³àãîíàëüí³ åëåìåíòè â³äáèâíî¿ ìàòðèö³ rps òà rsp º ñóòòºâî ìåíøèìè í³æ ä³àãîíàëüí³ åëåìåíòè rpp òà rss [17]. ßê íàñë³äîê, ó çàãàëüíîìó âèïàäêó ïðè ïàä³íí³ s(ð)-ë³í³éíî ïîëÿðèçîâàíîãî ïðîìåíÿ â³äáèòèé ïðîì³íü õî÷ ³ åë³ïòè÷íî ïî- Ðèñ. 4. Çàëåæí³ñòü äèôðàêö³éíî¿ åôåê- òèâíîñò³ â (�1) ïîðÿäêó äèôðàêö³¿ â³ä êóòà ïàä³ííÿ ïðîìåíÿ : 1, 2 � âèõ³äíà ì³êðîïðîô³ëüîâàíà Si-ï³äêëàäêà; 3, 4 � ñòðóêòóðà ï³ñëÿ íàíåñåííÿ øàðó SiOx ï³ä êóòîì 75î; 1, 3 òà 2, 4 � åëåêòðè÷íèé âåêòîð ñâ³òëîâî¿ õâèë³ â³äïîâ³äíî ïàðàëå- ëüíèé òà ïåðïåíäèêóëÿðíèé äî ïëîùèíè ïàä³ííÿ ïðîìåíÿ. Äîâæèíà õâèë³ ëàçåð- íîãî ïðîìåíÿ = 632,8 íì 54 Ðèñ. 5. Çàëåæí³ñòü â³ä äëÿ SiOx ôîòîííî¿ ñòðóêòóðè, îñàäæåíî¿ íà ïðîô³ëüîâàíó êðåìí³ºâó ï³äêëàäêó ëÿðèçîâàíèé, àëå åë³ïñ ïîëÿðèçàö³¿ ñèëüíî âèòÿãíóòèé, à éîãî äîâãà â³ñü óòâîðþº äåÿêèé íåâåëèêèé êóò ³ç íàïðÿìîì ïîëÿðèçàö³¿ ïà- äàþ÷îãî ïðîìåíÿ. Òîìó íàéïðîñ- ò³øèé ñïîñ³á îòðèìàííÿ ÿê³ñíî¿ ³íôîðìàö³¿ ïðî õàðàêòåð àí³çîòðî- ï³¿ â çðàçêàõ ïîëÿãàº ó âèì³ðþâàí- í³ çàëåæíîñò³ çíà÷åííÿ òà çíàêà êóòà ïîâîðîòó åë³ïñà ïîëÿðèçàö³¿ â³äáèòîãî ïðîìåíÿ â³äíîñíî íàïðÿìó ïîëÿðèçàö³¿ ïàäàþ÷îãî ïðîìåíÿ ( ) â³ä àçèìóòó êóòà ïîâîðîòó ïëîùèíè ïàä³ííÿ ëàçåðíîãî ïðîìåíÿ â³äíîñíî ïëîùèíè ïàä³ííÿ îñàäæóâàíîãî ïîòîêó ïðè ñê³ñíîìó îñàäæåíí³ ïë³âîê ( ). Äëÿ ïîðóâàòèõ SiOx-ïë³âîê, îñàäæåíèõ ï³ä êóòàìè 60 òà 75 îòðèìà- íî åêñïåðèìåíòàëüí³ çàëåæíîñò³ â³ä , ÿê³ îïèñóþòüñÿ äåùî çäåôîð- ìîâàíèìè ñèíóñî¿äàìè ç ïåð³îäàìè â³äïîâ³äíî 180 òà 360 . Ïåð³îä, ÿêèé ñòàíîâèòü 180 , ñâ³ä÷èòü, ùî äâ³ ãîëîâí³ îñ³ òåíçîðà ä³åëåêòðè÷íî¿ ôóíê- ö³¿ ik áëèçüê³ äî ïëîùèíè ïîâåðõí³ ïë³âêè � îäíà ç íèõ ïåðïåíäèêó- ëÿðíà, à ³íøà ïàðàëåëüíà äî íàïðÿìó ïðîåêö³¿ ïó÷êà îñàäæóâàíèõ ïàð³â íà ïîâåðõíþ. Òðåòÿ ãîëîâíà â³ñü ik àáî ïåðïåíäèêóëÿðíà äî ïîâåðõí³ ï³äêëàäêè, àáî äåùî íàõèëåíà äî öüîãî ïåðïåíäèêóëÿðà. Öå ï³äòâåð- äæóºòüñÿ ðåçóëüòàòàìè åëåêòðîííî-ì³êðîñêîï³÷íîãî äîñë³äæåííÿ � íà- õèë íàíîêîëîí ïë³âêè îñàäæåíî¿ ï³ä êóòîì 60 ñòàíîâèòü 26�29 â³äíîñíî íîðìàë³. Ó ïë³âêàõ, îñàäæåíèõ ï³ä êóòîì 75 , êóò íàõèëó íàíîêîëîí çíà÷- íî á³ëüøèé: 34�41 , ³ ñàì³ êîëîíè á³ëüø ÷³òêî âèðàæåí³. Â öüîìó âèïàäêó îäíà àáî äâ³ ãîëîâí³ îñ³ òåíçîðà ik ñóòòºâî íàõèëåí³ äî ïëîùèíè ïîâåð- õí³ ïë³âêè, ùî çóìîâëþº ôîðìóâàííÿ ñòîâáö³â ³ç çíà÷íèì íàõèëîì. Íà ðèñ. 5 íàâåäåíî çàëåæí³ñòü â³ä , îòðèìàíó ó ðàç³ îáåðòàííÿ ñòîëèêà åë³ïñîìåòðà ç³ çðàçêîì, ìîðôîëîã³÷í³ õàðàêòåðèñòèêè ÿêîãî ïî- äàíî íà ðèñ. 2, 3. ßê áà÷èìî ³ç ðèñóíêà, â êóòîâ³é çàëåæíîñò³ åôåêòèâ- íîñò³ êîíâåðñ³¿ ïîëÿðèçàö³¿, íà â³äì³íó â³ä àíàëîã³÷íèõ ïë³âîê, ñïîñòå- ð³ãàþòüñÿ ð³çê³ ³íòåíñèâí³ åêñòðåìóìè, ïîâ�ÿçàí³ ç äèôðàêö³ºþ íà ôîòîí- í³é ñòðóêòóð³. ²íòåíñèâí³ñòü öèõ åêñòðåìóì³â á³ëüø í³æ íà ïîðÿäîê ïå- ðåâèùóº ìàêñèìàëüí³ çíà÷åííÿ äëÿ â³äïîâ³äíèõ ïë³âîê ( 1 ). Âîäíî÷àñ öÿ ñêëàäíà êðèâà ñèìåòðè÷íà ñòîñîâíî ³íâåðñ³¿ â³äíîñíî öåíòðàëüíî¿ òî÷êè (òî÷êà ïåðåòèíó ãîðèçîíòàëüíî¿ íóëüîâî¿ ë³í³¿ íà ðèñ. 5 òà âåðòè- êàëüíî¿ ë³í³¿ á³ëÿ 180 ). Íà ðèñ. 5 øòðèõîâîþ ë³í³ºþ ïîêàçàíî ðåçóëüòàò òàêî¿ ³íâåðñ³¿ ïðàâî¿ ÷àñòèíè (â³äð³çîê 180�360 ) âèõ³äíî¿ êðèâî¿ íà â³ä- ð³çîê 0�180 . Ïîëîæåííÿ âñ³õ îñíîâíèõ åêñòðåìóì³â çá³ãàþòüñÿ, à ì³æ ¿õ ³íòåíñèâíîñòÿìè º íåïîãàíà êîðåëÿö³ÿ. ßêùî æ àíàëîã³÷íó ³íâåðñ³þ âè- êîíàíî íà â³äð³çêó 0�180 â³äíîñíî òî÷êè 90 , òî ñïîñòåð³ãàºòüñÿ çíà÷íî ã³ðøèé çá³ã. Öå ñâ³ä÷èòü ïðî íàÿâí³ñòü ó òàê³é ñêëàäí³é çàëåæíîñò³ â³ä ãàðìîí³êè ç ïåð³îäîì 360 , ÿêà îáóìîâëåíà íàõèëåíèìè äî íîðìàë³ ñóáì³êðîêîëîíàìè òà íàíîêîëîíàìè SiOx, ùî çàäàþòü àí³çîòðîï³þ ôîð- ìè äîñë³äæóâàíî¿ ôîòîííî¿ ñòðóêòóðè. Ç âèêîðèñòàííÿì ³íòåðôåðåíö³éíî¿ ë³òîãðàô³¿ òà òåðì³÷íîãî îñàäæåííÿ ó âàêóóì³ ï³ä êîâçíèì êóòîì ñôîðìîâàíî ä³åëåêòðè÷í³ ôîòîíí³ ñòðóêòóðè ç ñóáì³êðîííèìè ðîçì³ðàìè åëåìåíò³â. Îòðèìàí³ ñòðóêòóðè º 55 âïîðÿäêîâàíèìè ìàòðèöÿìè ïîðóâàòèõ SiOx-êîëîí ñóáì³êðîííèõ ðîçì³- ð³â, âèðîùåíèõ íà ì³êðîïðîô³ëüîâàí³é êðåìí³ºâ³é ï³äêëàäö³. Äëÿ ì³êðî- ïðîô³ëþâàííÿ êðåìí³ºâèõ ï³äêëàäîê çàñòîñîâóâàëèñÿ âèñîêîðîçä³ëüí³ õàëüêîãåí³äí³ ôîòîðåçèñòè òà ñåëåêòèâíå ð³äèííå òðàâëåííÿ. Ïîêàçàíî, ùî äåøåâà ³ âèñîêîïðîäóêòèâíà ³íòåðôåðåíö³éíà ë³òîãðàô³ÿ ç âèêîðèñ- òàííÿì õàëüêîãåí³äíèõ ôîòîðåçèñò³â äîçâîëÿº ôîðìóâàòè ñóáì³êðîíí³ ðåëüºôí³ ñòðóêòóðè çíà÷íèõ ðîçì³ð³â (â íàøîìó âèïàäêó äî 50 50 ìì) òà ð³çíî¿ ïðîñòîðîâî¿ ÷àñòîòè äëÿ ïîäàëüøîãî âèðîùóâàííÿ ôîòîííèõ ñòðóêòóð. Îïòè÷í³ õàðàêòåðèñòèêè îòðèìàíî¿ ôîòîííî¿ ñòðóêòóðè çóìîâëåí³ äèôðàêö³ºþ ñâ³òëà íà âïîðÿäêîâàí³é ìàòðèö³ SiOx-êîëîí òà àí³çîòðîï³ºþ ôîðìè ñàìèõ êîëîí. Öå ñâ³ä÷èòü ïðî ìîæëèâ³ñòü çàñòîñóâàíü òàêèõ ñòðóêòóð ÿê ôîòîííèõ êðèñòàë³â, ïîëÿðèçàòîð³â, ô³ëüòð³â òà ³í. I.Z. Indutnyi, V.I. Minko, P.E. Shepeliavyi, M.V. Sopinskyy, V.M. Tkach, V.A. Dan�ko GROWTH OF THE PHOTONIC NANOSTRUCTURES USING INTERFERENCE LITHOGRAPHY AND OBLIQUE DEPOSITION IN VACUUM Growth of photonic structures on the micropatterned silicon substrates has been studied. The interference lithography with vacuum chalcogenide photoresists and se- lective wet etching were used for formation of relief structure on the silicon wafer as the matrix of submicrometer hillocks. The two-dimensional photonic arrays of submicrometer SiOx columns were produced by thermal evaporation of silicon monoxide in vacuum and oblique deposition onto patterned Si surface. The geometrical parameters of the obtained structures were examined with high-resolution electron microscope and scanning probe mi- croscope in the AFM tapping mode. Diffraction properties of the obtained photonic arrays and their polarization characteristics were also studied. The obtained angular dependences of diffraction efficiency and efficiency of polarization conversion demonstrate anisotropic optical properties of two-dimensional photonic SiOx arrays, and such structures have poten- tial application as thin-film optical elements. Keywords: interference lithography, glance angle deposition, photonic structures. 1. Glancing angle sputter deposited nanostructures on rotating substrates: Experiments and simulations/ C. Patzig, T. Karabacak, B. Fuhrmann and B. Rauschenbach // J. Appl. Phys. � 2008. � 104. � P. 094318-1-9. 2. Gish D.A., Summers M.A., Brett M.J. Morphology of periodic nanostructures for pho- tonic crystals grown by glancing angle deposition // Photonics and Nanostructures � Fundamentals and Applications. � 2006. � 4. � Ð. 23�29. 3. Fabrication of tetragonal square spiral photonic crystals/ S.R. Kennedy, M.J. Brett, O. To- ader, S. John // Nano Lett. � 2002. � 2, N 1. � P. 59�62. 4. All-silicon polarizing filters for near-infrared wavelengths/ Q. H. Wu, L. de Silva, M. Arnold et al.// J. Appl. Phys. � 2004. � 95, N 1. � P. 402�404. 5. Nanospring pressure sensors grown by glancing angle deposition / S.V. Kesapragada, P. Vic- tor, O. Nalamasu, D. Gall // Nano Lett. � 2006. � 6, N 4. � P. 854�857. 6. Ordered silicon nanostructures by ion beam induced glancing angle deposition / C. Patzig, B. Rauschenbach, W. Erfurth, A. Milenin // J. Vac. Sci. Technol. B. � 2007. � 25, N 3. � P. 833�838. 7. Zhou C.M., Gall D. Branched Ta nanocolumns grown by glancing angle deposition // Appl. Phys. Lett. � 2006. � 88, N 20. � P. 203117-1-3. 8. Jensen M. O., Brett M. J. Periodically structured glancing angle deposition thin films // IEEE Trans. Nanotechnol. � 2005. � 4, N 2. � P. 269�277. 9. Interference lithography using chalcogenide inorganic photoresist / I.Z. Indutnyy, M. Popescu, A. Lörinczi et al.// J. Optoelectronics and Advanced Materials. � 2008. � 10, N 12. � P. 3188 � 3192. 10. Ôîðìóâàííÿ ôîòîëþì³íåñöåíòíî¿ ñòðóêòóðè íà îñíîâ³ ïîðóâàòèõ ïë³âîê SiOx / Â.À.Äàíüêî, ².Ç.²íäóòíèé, ².Þ.Ìàéäàí÷óê òà ³í. // ÎÏÒ. � Êèåâ: Íàóê. äóìêà, 2004. � Âûï. 39. � Ñ. 65�72. 11. Âïëèâ îáðîáêè ó ïàðàõ HF íà ñòðóêòóðó òà ëþì³íåñöåíòí³ âëàñòèâîñò³ ïîðóâàòèõ Si/SiOx íàíîêîìïîçèò³â/ Â.À. Äàíüêî, Ñ.Î. Çëîá³í, ².Ç. ²íäóòíèé òà ³í. // Óêð. ôiç. æóðí. � 2010. � 55, ¹ 9. � C. 1042�1048. 56 12. Dirks A.G., Leamy H.J. Columnar microstructure in vapor deposited thin films // Thin Solid Films. � 1977. � 47, N 3. � P. 219�233. 13. Tait R.N., Smy T., Brett M.J. Modelling and characterization of columnar growth in eva- porated films // Ibid. � 1993. � 226, N 2. � P. 196�201. 14. Tilt angle control of nanocolumns grown by glancing angle sputtering at variable argon pressures / J.M. Garcia-Martin, R. Alvarez, P. Romero-Gómez et al. // Appl. Phys. Lett. � 2010. � 97, N 17. � P. 173103-1-3. 15. Áîðí Ì., Âîëüô Ý. Îñíîâû îïòèêè. � Ì.: Íàóêà, 1970. � 772 c. 16. Investigation of Polarization Conversion Effect in Obliquely Deposited SiOx and As2S3 Films / M.V. Sopinskyi, I.Z. Indutnyi, V.I. Mynko, P.E. Shepeliavyi// Program@Ab- stracts Book of AVS 55th International Symposium, October 19�24. � Boston, Massachusetts, USA, 2008. � Abstract SE-ThP1. � P. 214. 17. Azzam R.M.A., Bashara N.M. Ellipsometry and Polarized Light. � Amsterdam: North- Holland, 1986. � 583 p. ²íñòèòóò ô³çèêè íàï³âïðîâ³äíèê³â Îäåðæàíî 10.03.2011 ³ì. Â.ª. Ëàøêàðüîâà ÍÀÍ Óêðà¿íè Ïðîñïåêò Íàóêè, 41 03028 Êè¿â

Формування фотонних наноструктур за допомогою інтерференційної літографії та осадження у вакуумі під ковзним кутом

Репозитарії

Схожі ресурси