Вышедшие номера
Трехэлектродная газоразрядная система --- плазмохимический микрореактор
Порцель Л.М.1, Астров Ю.А.1, Лодыгин А.Н.1, Берегулин Е.В.1
1Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе РАН, Санкт-Петербург, Россия
Email: leonid.portsel@mail.ioffe.ru
Поступила в редакцию: 18 декабря 2024 г.
В окончательной редакции: 18 марта 2025 г.
Принята к печати: 7 апреля 2025 г.
Выставление онлайн: 11 сентября 2025 г.

Изучена возможность использования трехэлектродной системы "полупроводник-газовый разряд" в качестве микрореактора для плазмохимической обработки поверхности полупроводниковых материалов. Система состоит из двух разрядных промежутков, разделенных металлической сеткой, которая является общим электродом. В первом промежутке формируется самостоятельный стационарный таунсендовский разряд. Заряженные частицы разряда проходят сквозь ячейки сетки и двигаются в электрическом поле второго промежутка. Обработка поверхности образца происходит во втором промежутке в результате взаимодействия потока заряженных частиц c полупроводником. Эксперименты проводились в трехэлектродной системе, заполненной аргоном. В качестве образца использовался GaAs. Изменения свойств поверхности определялось с помощью метода спектральной эллипсометрии. Показано, что облучение полупроводника ионами аргона Ar+ приводит к очистке поверхности от слоя окисла и образованию измененного приповерхностного слоя толщиной 5-20 nm. Состав слоя представляет собой смесь кристаллического и аморфного GaAs. Ключевые слова: газовый разряд, полупроводник GaAs, модификация свойств поверхности, эллипсометрия.
  1. C. Pignata, D. D'Angelo, E. Fea, G. Gilli. J. Appl. Microbiol., 122, 1438 (2017). DOI: 10.1111/jam.13412
  2. A. Dey, A. Chroneos, N.St.J. Braithwaite, R.P. Gandhiraman, S. Krishnamurthy. Appl. Phys. Rev., 3, 021301 (2016)
  3. Ю.А. Астров, В.В. Егоров, Ш.С. Касымов, В.М. Муругов, Л.Г. Парицкий, С.М. Рывкин, Ю.Н. Шереметьев. Квантовая электроника, 4 (8), 1681 (1977)
  4. V.M. Marchenko, H.-G. Purwins, L.M. Portsel, Yu.A. Astrov. Semiconductor-Gas-Discharge Device for Fast Imaging in the Infrared, Physics, Engineering and Applications (Shaker Verlag, Aachen, 2016)
  5. Z.Lj. Petrovic, A.V. Phelps. Phys. Rev. E, 27, 2806, 2825 (1993)
  6. Е.Л. Гуревич, Ю.П. Райзер, Х.-Г. Пурвинс. ЖТФ, 76 (2), 36 (2006)
  7. L.M. Portsel, A.N. Lodygin, Yu.A. Astrov. J. Phys. D: Appl. Phys., 42, 235208 (2009)
  8. E.L. Gurevich, S. Kittel, R. Hergenroder, Yu.A. Astrov, L.M. Portsel, A.N. Lodygin, V.A. Tolmachev, A.V. Ankudinov. J. Phys. D: Appl. Phys., 43, 275302 (2010). DOI: 10.1088/0022-3727/43/27/275302
  9. M.S. Aksenov, A.Yu. Kokhanovskii, P.A. Polovodov, S.F. Devyatova, V.A. Golyashov, A.S. Kozhukhov, I.P. Prosvirin, S.E. Khandarkhaeva, A.K. Gutakovskii, N.A. Valisheva, O.E. Tereshchenko. Appl. Phys. Lett., 107, 173501 (2015)
  10. M.S. Aksenov, A.K. Gutakovskii, I.P. Prosvirin, D.V. Dmitriev, A.A. Nedomolkina, N.A. Valisheva. Mater. Sci. Semicond. Process., 102, 104611 (2019)
  11. Yu.A. Astrov, A.N. Lodygin, L.M. Portsel, A.A. Sitnikova. J. Appl. Phys., 124, 103303 (2018). DOI: 10.1063/1.5042487
  12. Yu.A. Astrov, V. Zhelev, J. Malinowski, S.M. Ryvkin. Phys. Status Solidi (a), 61, K127 (1980)
  13. Х.Т. Йулдашев, З. Хайдаров, Ш.С. Касымов. Успехи прикладной физики, 4 (6), 580 (2016)
  14. F.H. Read, N.J. Bowring, P.D. Bullivant, R.R.A. Ward. Rev. Sci. Instrum., 69, 2000 (1998). DOI: 10.1063/1.1148888
  15. P.D. Goldan, F.L.J. Yadlowsky, E.C. Whipple Jr. J. Geophys. Res., 78, 2907 (1973)
  16. A.L. Ward. Phys. Rev., 112 (6), 1852 (1958)
  17. D.A.G. Bruggeman. Ann. Phys. (Leipzig), 24, 636 (1936)
  18. R.M.A. Azzam, N.M. Bashara. Ellipsometry and Polarized Light (Amsterdam, North-Holland, 1977)
  19. P. Lautenschlager, M. Garriga, S. Logothetidis, M. Cardona. Phys. Rev. B, 35, 9174 (1987)
  20. S. Ozaki, S. Adachi. J. Appl. Phys., 78, 3380 (1995)
  21. E. Schubert, N. Razek, F. Frost, A. Schindler, B. Rauschenbach. J. Appl. Phys., 97, 023511 (2005)
  22. M. Erman, J.B. Theeten, P. Chambon. J. Appl. Phys., 56, 2664 (1984)
  23. H.D. Hagstrum. Phys. Rev., 122, 83 (1961)