СПОСОБ СОЗДАНИЯ ПЛЕНОК ГЕРМАНИЯ Российский патент 2008 года по МПК H01L21/20 

Изобретение относится к полупроводниковой технологии, а именно к технологии устройств наноэлектроники, микроэлектроники, и может быть использовано при создании микроэлектронных и микроэлектромеханических систем, в частности микро-, нанопроцессоров и наномпьютеров.

Известен способ создания пленок германия (патент США на изобретение №5259918, МПК: 5 С30В 25/12), заключающийся в том, что проводят предварительную обработку подложки, затем на подложку осаждают пленку германия из смеси GeH₄ и Н₂.

К недостаткам приведенного технического решения относится невозможность получения наноструктурированных германиевых пленок. Совокупность операций данного способа позволяет получать на подложках только сплошные пленки германия, характеризуемые высоким содержанием примесей, низкой адгезией к поверхности и низким качеством монокристалличности.

Известен способ создания пленок германия (патент США на изобретение №7141488, МПК: 7 H01L 51/40), заключающийся в том, что на подложку осаждают пленку германия из газообразной смеси двух или более германийсодержащих компонентов с наличием в их химической формуле молекул атомов галогенов и водорода.

К недостаткам приведенного технического решения относится невозможность получения наноструктурированных германиевых пленок. Совокупность операций данного способа позволяет получать на подложках только сплошные пленки германия, характеризуемые высоким содержанием примесей, низкой адгезией к поверхности и низким качеством монокристалличности.

Известен способ создания пленок германия (патент США на изобретение №7037856, МПК: 7 H01L 21/31), заключающийся в том, что на предварительно подготовленную подложку напыляют вспомогательную первичную пленку германия с целью формирования впоследствии на подложке сплошной пленки германия, проводят релаксирующий отжиг вспомогательной пленки германия, расположенной на подложке, затем на вспомогательную пленку германия осаждают вторичную пленку германия, формируя сплошную пленку.

К недостаткам приведенного технического решения относится невозможность получения наноструктурированных германиевых пленок. Совокупность операций данного способа позволяет получать на подложках только сплошные пленки германия, с толщиной более 50 нм, которые не удовлетворяют современным требованиям качественного улучшения приборов наноэлектроники в сторону интеграции и миниатюризации.

Известен способ создания пленок германия (патент США на изобретение №6958254, МПК: 7 H01L 21/20), заключающийся в том, что на подложку осаждают германий, формируя отдельные округлые островки за счет существующего несоответствия постоянных кристаллической решетки материала подложки и напыляемого германия (островки Странского-Крастанова), затем пространство между островками заполняют некристаллическим материалом, после чего осаждают германий, формируя пленку германия, используя при этом округлые островки в качестве зародышей. В способе используют подложку из кремния. Заполнение пространства между островками проводят посредством окисления материала подложки с образованием диоксида кремния, приводящего к уменьшению высоты указанных островков и их внутренней релаксации, в результате чего за счет повторного напыления германия формируют на поверхности сплошную пленку германия, состоящую из единичных кристаллов.

К недостаткам приведенного технического решения относится невозможность получения наноструктурированных германиевых пленок. Совокупность операций данного способа позволяет получать на подложках только сплошные пленки германия с неконтролируемой толщиной окисла между пленкой германия и подложкой. Для получения наноструктурированных пленок германия на основе данных пленок путем создания в них нанообъектов и наноструктур необходима дополнительная операция литографии, которая значительно усложняет процесс, порождая новые проблемы.

Известен способ создания пленок германия (патент США на изобретение №6723622, МПК: 7 H01L 29/74), заключающийся в том, что на подложке формируют германиево-кремниевый буферный слой, на котором затем создают пленку германия, причем при формировании буферного слоя одновременно напыляют германий и кремний, уменьшая при этом температуру напыления, увеличивая скорость напыления германия с одновременным уменьшением скорости напыления кремния.

К недостаткам приведенного технического решения относится невозможность получения наноструктурированных германиевых пленок. Совокупность операций данного способа позволяет получать сплошные пленки германия на германиево-кремниевом буферном слое. Для получения наноструктурированных пленок германия требуется ввести дополнительную операцию литографии. Однако даже при этом условии способ останется непригодным в целях создания современных наноразмерных полупроводниковых структур, так как операция литографии значительно усложняет процесс, порождая на пути получения в пленках нанообъектов и наноструктур на поверхности буферного слоя новые проблемы.

Ближайшим к заявляемому техническому решению является способ создания пленок германия (патент США на изобретение №3955013, МПК: 2 С03С 19/00), заключающийся в том, что на подложке формируют пленку германийсодержащего материала и осуществляют локальную модификацию указанного материала в германий, при этом в качестве германийсодержащего материала используют стеклокомпозицию германата с содержанием диоксида германия не менее 60%, на стадии модификации на пленку германийсодержащего материала воздействуют лазерным лучом с длиной волны излучения и мощностью, достаточными для локальной модификации германийсодержащего материала в германий в восстанавливающей атмосфере. В качестве восстанавливающей атмосферы используют водород. Стеклокомпозиция германата содержит диоксид германия и карбид кремния. В способе в процессе модификации получают аморфный германий. В качестве лазера используют CO₂-лазер с длиной волны порядка 10, 6 мкм и мощностью 3 Вт. Локальный разогрев модифицируемого материала осуществляют до 350÷800°С.

К недостаткам данного технического решения относится низкое разрешение получаемых структурированных германиевых пленок как в нормальных (вертикальных), так и в латеральных координатах, которое ограничивается длиной волны лазера. Хотя в отличие от вышеприведенных технических решений в данном случае получаемая пленка германия характеризуется структурой, однако она не является наноструктурированной пленкой. Для создания нанообъектов и наноструктур данным способом требуется дополнительная операция литографии. Однако даже при этом условии способ остается невостребованным в целях создания современных наноразмерных полупроводниковых структур, так как операция литографии значительно усложняет процесс, порождая новые проблемы.

Техническим результатом предлагаемого изобретения является уменьшение линейных размеров (от 100 до 1 нм) контролируемо создаваемых отдельных участков структурированных германиевых пленок как в вертикальных, так и в латеральных координатах.

Технический результат достигают тем, что в способе создания пленок германия, заключающемся в том, что на подложке формируют пленку германийсодержащего материала и осуществляют локальную модификацию указанного материала в германий, при этом на стадии модификации к пленке германийсодержащего материала подводят электрод-иглу, приводят его в контакт и подают на электрод-иглу положительный относительно точки поверхности пленки электростатический потенциал величиной и в течение промежутка времени достаточными для локальной электрохимической модификации германийсодержащего материала в германий, при этом на протяжении подачи электростатического потенциала на электрод-иглу осуществляют воздействие силовым давлением относительно поверхности пленки с силой, соответствующей возникновению упругих деформаций.

В способе положение электрода-иглы изменяют относительно поверхности пленки германийсодержащего материала, подводят его к поверхности пленки в других точках, формируя наноструктурированную пленку германия из локально модифицированных участков.

В способе в качестве подложки используют пластину из материала полупроводника или металла. При этом используют материал Si или GaAs, или Ti, или Al.

В способе в качестве германийсодержащего материала используют оксид германия GeO.

В способе величину электростатического потенциала выбирают от 6 до 40 В.

В способе величину промежутка времени, в течение которого электростатический потенциал подают на электрод, выбирают от 10^-5 до 10 с.

В способе воздействие давлением осуществляют с силой по величине равной от 10⁵ до 10⁹ Н/м².

В способе формируют пленку германийсодержащего материала толщиной 5÷100 нм посредством проводимых в вакууме термического переиспарения гетерослоев Ge:GeO₂ и осаждения конденсацией при комнатной температуре паров монооксида германия на подложку.

В способе воздействие давлением осуществляют в постоянном режиме или периодическом режиме с приведением электрода-иглы в контакт с поверхностью пленки германийсодержащего материала в точке локальной электрохимической модификации 1÷10⁶ раз на протяжении подачи электростатического потенциала.

Сущность изобретения поясняется нижеследующим описанием и прилагаемыми фигурами. На фиг.1 приведена схема локальной модификации германийсодержащего материала, инициируемой нагреванием в результате протекания электрического тока через электрод, находящийся под положительным относительно модифицируемой поверхности электростатическим потенциалом, в прижатом к поверхности пленки GeO состоянии с недеформирующей силой, где 1 - электрод-игла, 2 - подложка, 3 - пленка германийсодержащего материала (GeO), 4 - естественный окисел подложки, 5 - источник питания, 6 - фрагмент наноструктурированной пленки восстановленного германия. На фиг.2 приведено изображение рельефа восстановленного германия на поверхности подложки, полученное атомно-силовой микроскопией, где 7 - линия восстановленного германия высотой 1 нм при подаче электростатического потенциала 10 В, времени его приложения 10^-2 сек, силе прижима электрода-иглы 10⁵ Н/м², количестве приведения в контакт электрода-иглы в точке равном 10; 8 - линия восстановленного германия высотой 9 нм при подаче электростатического потенциала 40 В, времени его приложения 1 сек, силе прижима электрода-иглы 10⁹ Н/м², количестве приведения в контакт электрода-иглы в точке равном 10; 9 - точка взрыва при подаче электростатического потенциала 50 В, времени его приложения 11 сек, силе прижима электрода-иглы 10¹⁰ Н/м², количестве приведения в контакт электрода-иглы в точке равном 10. На фиг.3 приведена блок-схема реализации предлагаемого способа на основе сканирующего зондового микроскопа с использованием остро заточенной иглы в качестве электрода, где 1 - электрод-игла, 2 - подложка, 5 - источник питания, 10 - зонд, 11 - система позиционирования, 12 - лазер, 13 - фотодетектор, 14 - система обратной связи, 15 - блок обработки информации, 16 - ячейка защиты от электромагнитных волн, 17 - виброшумоизолирующая ячейка. На фиг.4 приведена схема формирования исходной пленки германийсодержащего материала на установке ВУП-5, где 2 - подложка, 18 - металлический колпак, 19 - держатель, 20 - нагреватель, 21 - источник напыляемого вещества.

Достижение технического результата в предлагаемом способе базируется на локальной электрохимической модификации пленки германийсодержащего материала, GeO, в результате термического воздействия на него при пропускании тока (фиг.1). Локальную электрохимическую модификацию осуществляют посредством электрода-иглы тем, что приводят электрод-иглу 1 в контакт с восстанавливаемой поверхностью монооксида германия (пленка германийсодержащего материала 3), подают на него положительный электростатический потенциал и на протяжении подачи потенциала прикладывают механическое давление.

Применение электрода-иглы 1, в качестве которого используют остро заточенную иглу сканирующего зондового микроскопа, например атомно-силового, позволяет устранить влияние лимитирующих факторов уменьшения геометрических размеров участков локально восстановленного германия. Так, при реализации локального восстановления германия с использованием лазера лимитирующим фактором является размер пятна лазерного луча, термически воздействующего на участок пленки германийсодержащего материала, подвергаемый локальному восстановлению. Размеры такого пятна и, следовательно, размеры локально восстановленного участка германия в латеральных координатах не могут быть существенно меньше, чем длина волны излучения лазера, используемого на практике в этих целях, которая составляет величину порядка 1 мкм. С другой стороны, для малых, пригодных для формирования нанообъектов, толщинах исходной пленки 3 германийсодержащего материала кинетика процесса термического воздействия на пленку GeO лазерным лучом не позволяет нагревать ее и формировать область локально восстановленного германия с высокой точностью по глубине (в вертикальных координатах). Применение остро заточенной иглы атомно-силового микроскопа обеспечивает требуемую для создания нанообъектов, контролируемую локализацию протекания реакции восстановления германия, в том числе и в вертикальных координатах.

Воздействие силовым давлением на электрод-иглу приводит к положительному эффекту для достижения указанного технического результата при условии сочетания механического и электрического напряжений.

Воздействие силовым давлением относительно поверхности пленки необходимо для улучшения качества электрического контакта. Обеспечение качественного электрического контакта существенно увеличивает величину электрического тока, обеспечивает большую степень локализации термического воздействия на исходную пленку и, как следствие, контролируемо увеличивает глубину проникновения в объем исходной пленки GeO области локально восстановленного германия.

Кроме того, что прямое механическое воздействие на поверхность исходной пленки остро заточенной иглой в процессе формирования наноструктурированной пленки германия увеличивает проводимость контакта между электродом-иглой и пленкой GeO, его необходимость также обусловлена тем, что механическое воздействие давлением способствует релаксации механических напряжений, возникающих в объеме пленки GeO при формировании области восстановленного германия, что также относится к факторам, усиливающим степень локализации.

В предлагаемом способе посредством перемещения электрода-иглы от точки к точке относительно поверхности исходной пленки германийсодержащего материала формируют наноразмерные участки пленки локально восстановленного германия на поверхности подложки из полупроводникового материала или металла (см. фиг.2, позиции 7 и 8).

К поверхности пленки германийсодержащего материала 3 (фиг.1), сформированной на подложке 2, которая изначально может содержать на рабочей поверхности пленку естественного окисла 4, подводят электрод-иглу 1, приводят его в контакт с пленкой германийсодержащего материала 3 и прижимают с силой меньше необходимой для инициирования неупругих деформаций на поверхности пленки 3. Посредством согласованного источника питания 5 на электрод-иглу подают положительный относительно точки поверхности пленки германийсодержащего материала 3 электростатический потенциал с величиной и в течение промежутка времени, например секунды, достаточными для локальной электрохимической модификации германийсодержащего материала в германий. В результате на поверхности подложки 2 в зоне непосредственно под электродом-иглой 1 имеет место инициация процесса прохождения электрического тока с одновременным локальным разогревом токового канала, в котором монооксид германия восстанавливается в германий. Сформированные фрагменты германиевой пленки 6 имеют параметры, превосходящие по степени миниатюризации ближайшее техническое решение. Латеральные и вертикальные размеры областей восстановленного германия составляют величину от 1 и до 100 нм.

Реализацию предлагаемого способа осуществляют на основе использования зонда сканирующего зондового микроскопа, в частности атомно-силового микроскопа, зонд которого используют в качестве электрода-иглы (фиг.3). К поверхности пленки 3 германийсодержащего материала на подложке 2 подводят электрод-иглу 1, являющуюся частью зонда 10 атомно-силового микроскопа. Зонд 10 атомно-силового микроскопа фиксируют системой позиционирования 11, которая при необходимости позволяет изменять его положение как в горизонтальной, так и в вертикальной плоскости относительно поверхности исходной пленки. Определение позиции электрода-иглы 1 относительно поверхности пленки 3 германийсодержащего материала осуществляют посредством лазера 12, луч которого, отраженный от поверхности зонда 10, регистрируют фотодетектором 13. Сигнал фотодетектора 13 подают посредством системы обратной связи 14 в блок обработки информации 15, с помощью которого на основании обработанного сигнала осуществляют управление системой позиционирования 11. Согласованным источником питания 5 производят управление и измерение разности электростатического потенциала электрода-иглы 1 и поверхности пленки 3 германийсодержащего материала. Для уменьшения влияния электромагнитных и механических помех на работу данной установки используют металлическую заземленную ячейку 16 защиты от электромагнитных волн и виброшумоизолирующую ячейку 17.

Режим постоянного давления электродом-иглой 1 на поверхности пленки 3 германийсодержащего материала осуществляют посредством управления системой позиционирования 11 зонда 10 атомно-силового микроскопа. Режим периодического давления электродом-иглой 1 на поверхности пленки 3 германийсодержащего материала осуществляют также посредством управления системой позиционирования 11 зонда 10 атомно-силового микроскопа, который осциллирует на частоте собственных колебаний.

Формирование на подложке пленки германийсодержащего материала осуществляют посредством переиспарения в вакууме гетерослоев Ge:GeO₂. Под металлическим колпаком 18 (см. фиг.4) рабочего объема вакуумной установки на держателе 19 закреплена подложка 2, на которую напыляют GeO. Испаритель выполнен в составе нагревателя 20 и источника напыляемого вещества 21. В качестве нагревателя 20 используют спираль из тугоплавкого материала, например вольфрама, через которую пропускают электрический ток. В качестве источника напыляемого вещества 21 используют кремниевый образец с гетерослоями Ge:GeO₂ толщиной 4000-5000 Å и мольным соотношением 1:1, которые получают известным методом (Горохов Е.Б., Грищенко В.В., Овсюк Н.Н., Федина Л.И. «Получение и свойства микрокристаллов германия в аморфной пленке GeO₂», Поверхность, 1990 г., в.10, с.с.82-93; Горохов Е. Б. «Процессы испарения и кристаллизации окисных слоев на германии» - Диссертация на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук. - Новосибирск: ИФП СО РАН, 2005 г.). Их нагревают до температур порядка 550-600°С, осуществляя полное испарение слоев по реакции с образованием газообразного монооксида германия:

GeO₂+Ge→2GeO_(газ).

Пары GeO конденсируют на чистой подложке 2, расположенной на пути потока газа. В условиях комнатной температуры конденсации формируют слои твердого GeO стехиометрического состава: GeO_(газ)→GeO_(тв). Переиспарение проводят при остаточном давлении под колпаком 18 Р=8·10^-6 мм рт.ст., напряжение на вольфрамовом нагревателе 20 при этом поддерживают равным 15 В.

Интервалы значений электростатического потенциала, промежутка времени его подачи на электрод-иглу, силового давления, а также количества приведений в контакт электрода-иглы при осуществлении периодического режима воздействия давлением выбраны с учетом следующих условий.

Локальная электрохимическая модификация пленки германийсодержащего материала, GeO, происходит в результате термического воздействия при пропускании электрического тока. Нижний предел подаваемого на электрод-иглу электростатического потенциала 6 В определяется минимальной температурой, необходимой для начала химической реакции восстановления германия в германийсодержащей пленке. Верхний предел 40 В определяется напряжением электрического пробоя данной пленки. Интервал времени воздействия (от 10^-5 секунды до 10 секунд) определяется временем, необходимым для полного восстановления германия в германийсодержащей пленке и зависит от толщины пленки. Количество приведений электрода-иглы в контакт с поверхностью также определяется временем, необходимым для полного восстановления германия в германийсодержащей пленке, и зависит от толщины пленки. Нижний предел величины силы, прижимающей электрод-иглу к поверхности, определяется величиной, достаточной для обеспечения хорошего качества электрического контакта, гарантирующего протекание электрического тока. Верхний предел величины силы определяется механической прочностью германийсодержащей пленки. При условиях превышения верхних пределов подаваемого на электрод-иглу электростатического потенциала, времени его воздействия, а также величины силы, прижимающей электрод-иглу к поверхности, происходит взрыв (см. фиг.2, позиция 9) в результате пробоя.

В качестве сведений, подтверждающих реализацию предлагаемого способа с достижением указанного технического результата, приводим нижеследующие примеры.

Пример 1

На подложке 2 формируют пленку 3 германийсодержащего материала GeO толщиной 50 нм. В качестве подложки 2 используют пластину из полупроводникового материала GaAs с присутствующим на ее поверхности слоем естественного окисла 4 (фиг.1). Время напыления для получения указанной толщины пленки выбирают равным 25 мин. Получаемую толщину пленки контролируют эллипсометрически.

Осуществляют локальную модификацию германийсодержащего материала в германий. К пленке 3 германийсодержащего материала подводят электрод-иглу 1, приводят его в контакт с пленкой 3. Затем подают на электрод-иглу 1 положительный относительно точки поверхности пленки 3 электростатический потенциал величиной и в течение промежутка времени достаточными для локальной электрохимической модификации германийсодержащего материала в германий. При этом на протяжении подачи электростатического потенциала на электрод-иглу 1 осуществляют воздействие силовым давлением относительно поверхности пленки 3 с силой, соответствующей возникновению упругих деформаций. Величину электростатического потенциала выбирают равной 10 В и подают его согласованным источником питания 5 на электрод-иглу в течение 10 сек. Воздействие на электрод-иглу 1 силовым давлением осуществляют в постоянном режиме, то есть количество приведения электрода-иглы 1 в контакт с поверхностью пленки 3 германийсодержащего материала в течение времени воздействия в данной точке равно 1, путем прижима электрода-иглы 1 к поверхности пленки 3 с силой равной 10⁹ Н/м².

Положение электрода-иглы 1 изменяют относительно поверхности пленки 3 германийсодержащего материала, подводят его к поверхности пленки 3 в других точках, формируя наноструктурированную пленку германия из локально модифицированных участков.

Глубина формирования фрагмента 6 наноструктурированной пленки восстановленного германия в пленке GeO составляет 50 нм. Латеральные размеры данного фрагмента составляют 30 нм.

Пример 2

На подложке 2 формируют пленку 3 германийсодержащего материала GeO толщиной 10 нм. В качестве подложки 2 используют пластину из полупроводникового материала Si с присутствующим на ее поверхности слоем естественного окисла 4 (фиг.1). Время напыления для получения указанной толщины пленки выбирают равным 5 мин. Получаемую толщину пленки контролируют эллипсометрически.

Осуществляют локальную модификацию германийсодержащего материала в германий. К пленке 3 германийсодержащего материала подводят электрод-иглу 1, приводят его в контакт с пленкой 3. Затем подают на электрод-иглу 1 положительный относительно точки поверхности пленки 3 электростатический потенциал величиной и в течение промежутка времени достаточными для локальной электрохимической модификации германийсодержащего материала в германий. При этом на протяжении подачи электростатического потенциала на электрод-иглу 1 осуществляют воздействие силовым давлением относительно поверхности пленки 3 с силой, соответствующей возникновению упругих деформаций. Величину электростатического потенциала выбирают равной 40 В и подают его согласованным источником питания 5 на электрод-иглу в течение 10^-2 сек. Воздействие на электрод-иглу 1 силовым давлением осуществляют в периодическом режиме с количеством приведения электрода-иглы 1 в контакт с поверхностью пленки 3 германийсодержащего материала в течение времени воздействия в данной точке равным 100, путем прижима электрода-иглы 1 к поверхности пленки 3 с силой равной 10⁷ Н/м².

Положение электрода-иглы 1 изменяют относительно поверхности пленки 3 германийсодержащего материала, подводят его к поверхности пленки 3 в других точках, формируя наноструктурированную пленку германия из локально модифицированных участков.

Глубина формирования фрагмента 6 наноструктурированной пленки восстановленного германия в пленке GeO составляет 10 нм. Латеральные размеры данного фрагмента составляют 3 нм.

Пример 3

На подложке 2 формируют пленку 3 германийсодержащего материала GeO толщиной 100 нм. В качестве подложки 2 используют пластину из металла Ti с отсутствующим на ее поверхности слоем естественного окисла. Время напыления для получения указанной толщины пленки выбирают равным 50 мин. Получаемую толщину пленки контролируют эллипсометрически.

Осуществляют локальную модификацию германийсодержащего материала в германий. К пленке 3 германийсодержащего материала подводят электрод-иглу 1, приводят его в контакт с пленкой 3. Затем подают на электрод-иглу 1 положительный относительно точки поверхности пленки 3 электростатический потенциал величиной и в течение промежутка времени достаточными для локальной электрохимической модификации германийсодержащего материала в германий. При этом на протяжении подачи электростатического потенциала на электрод-иглу 1 осуществляют воздействие силовым давлением относительно поверхности пленки 3 с силой, соответствующей возникновению упругих деформаций. Величину электростатического потенциала выбирают равной 30 В и подают его согласованным источником питания 5 на электрод-иглу в течение 1 сек. Воздействие на электрод-иглу 1 силовым давлением осуществляют в постоянном режиме, то есть количество приведения электрода-иглы 1 в контакт с поверхностью пленки 3 германийсодержащего материала в течение времени воздействия в данной точке равно 1, путем прижима электрода-иглы 1 к поверхности пленки 3 с силой равной 10⁵ Н/м².

Положение электрода-иглы 1 изменяют относительно поверхности пленки 3 германийсодержащего материала, подводят его к поверхности пленки 3 в других точках, формируя наноструктурированную пленку германия из локально модифицированных участков.

Глубина формирования фрагмента 6 наноструктурированной пленки восстановленного германия в пленке GeO составляет 100 нм. Латеральные размеры данного фрагмента составляют 70 нм.

Пример 4

На подложке 2 формируют пленку 3 германийсодержащего материала GeO толщиной 5 нм. В качестве подложки 2 используют пластину из полупроводникового материала Si с отсутствующим на ее поверхности слоем естественного окисла. Время напыления для получения указанной толщины пленки выбирают равным 2,5 мин. Получаемую толщину пленки контролируют эллипсометрически.

Осуществляют локальную модификацию германийсодержащего материала в германий. К пленке 3 германийсодержащего материала подводят электрод-иглу 1, приводят его в контакт с пленкой 3. Затем подают на электрод-иглу 1 положительный относительно точки поверхности пленки 3 электростатический потенциал величиной и в течение промежутка времени достаточными для локальной электрохимической модификации германийсодержащего материала в германий. При этом на протяжении подачи электростатического потенциала на электрод-иглу 1 осуществляют воздействие силовым давлением относительно поверхности пленки 3 с силой, соответствующей возникновению упругих деформаций. Величину электростатического потенциала выбирают равной 20 В и подают его согласованным источником питания 5 на электрод-иглу в течение 10^-5 сек. Воздействие на электрод-иглу 1 силовым давлением осуществляют в периодическом режиме с количеством приведения электрода-иглы 1 в контакт с поверхностью пленки 3 германийсодержащего материала в течение времени воздействия в данной точке равным 10⁶ раз, путем прижима электрода-иглы 1 к поверхности пленки 3 с силой равной 10⁸ Н/м.

Положение электрода-иглы 1 изменяют относительно поверхности пленки 3 германийсодержащего материала, подводят его к поверхности пленки 3 в других точках, формируя наноструктурированную пленку германия из локально модифицированных участков.

Глубина формирования фрагмента 6 наноструктурированной пленки восстановленного германия в пленке GeO составляет 5 нм. Латеральные размеры данного фрагмента составляют 1 нм и 2 нм.

Пример 5

На подложке 2 формируют пленку 3 германийсодержащего материала GeO толщиной 50 нм. В качестве подложки 2 используют пластину из металла Al с присутствующим на ее поверхности слоем естественного окисла 4 (фиг.1). Время напыления для получения указанной толщины пленки выбирают равным 25 мин. Получаемую толщину пленки контролируют эллипсометрически.

Осуществляют локальную модификацию германийсодержащего материала в германий. К пленке 3 германийсодержащего материала подводят электрод-иглу 1, приводят его в контакт с пленкой 3. Затем подают на электрод-иглу 1 положительный относительно точки поверхности пленки 3 электростатический потенциал величиной и в течение промежутка времени достаточными для локальной электрохимической модификации германийсодержащего материала в германий. При этом на протяжении подачи электростатического потенциала на электрод-иглу 1 осуществляют воздействие силовым давлением относительно поверхности пленки 3 с силой, соответствующей возникновению упругих деформаций. Величину электростатического потенциала выбирают равной 6 В и подают его согласованным источником питания 5 на электрод-иглу в течение 10 сек. Воздействие на электрод-иглу 1 силовым давлением осуществляют в периодическом режиме с количеством приведения электрода-иглы 1 в контакт с поверхностью пленки 3 германийсодержащего материала в течение времени воздействия в данной точке равным 10, путем прижима электрода-иглы 1 к поверхности пленки 3 с силой равной 10⁵ Н/м².

Положение электрода-иглы 1 изменяют относительно поверхности пленки 3 германийсодержащего материала, подводят его к поверхности пленки 3 в других точках, формируя наноструктурированную пленку германия из локально модифицированных участков.

Глубина формирования фрагмента 6 наноструктурированной пленки восстановленного германия в пленке GeO составляет 50 нм. Латеральные размеры данного фрагмента составляют 20 нм и 30 нм.

Способ относится к полупроводниковой технологии и может быть использован при создании микро-, нанопроцессоров и нанокомпьютеров. Сущность изобретения: в способе создания пленок германия на подложке формируют пленку германийсодержащего материала (GeO) толщиной 5-100 нм. Затем электрод-иглу приводят в контакт с пленкой GeO и подают положительный относительно поверхности пленки электростатический потенциал 6-40 В в течение 10^-5-10 сек. При этом на электрод-иглу воздействуют силовым давлением, прижимающим к пленке, равным 10⁵ - 10⁹ Н/м². Воздействие давлением осуществляют в постоянном или периодическом режиме с приведением электрода-иглы в контакт с поверхностью пленки 1÷10⁶ раз на протяжении подачи электростатического потенциала. После этого электрод-иглу приводят в контакт в других точках, формируя наноструктурированную пленку германия из локально модифицированных участков. Способ обеспечивает уменьшение размеров создаваемых участков структурированных пленок германия. 9 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Способ создания пленок германия, заключающийся в том, что на подложке формируют пленку германийсодержащего материала и осуществляют локальную модификацию указанного материала в германий, отличающийся тем, что на стадии модификации к пленке германийсодержащего материала подводят электрод-иглу, приводят его в контакт и подают на электрод-иглу положительный относительно точки поверхности пленки электростатический потенциал величиной и в течение промежутка времени достаточными для локальной электрохимической модификации германийсодержащего материала в германий, при этом на протяжении подачи электростатического потенциала на электрод-иглу осуществляют воздействие силовым давлением относительно поверхности пленки с силой, соответствующей возникновению упругих деформаций.2. Способ по п.1, отличающийся тем, что положение электрода-иглы изменяют относительно поверхности пленки германийсодержащего материала, подводят его к поверхности пленки в других точках, формируя наноструктурированную пленку германия из локально модифицированных участков.3. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве подложки используют пластину из материала полупроводника или металла.4. Способ по п.3, отличающийся тем, что используют материал Si или GaAs или Ti, или Al.5. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве германийсодержащего материала используют оксид германия GeO.6. Способ по п.1, отличающийся тем, что величину электростатического потенциала выбирают от 6 до 40 В.7. Способ по п.1, отличающийся тем, что величину промежутка времени, в течение которого электростатический потенциал подают на электрод, выбирают от 10^-5 до 10 с.8. Способ по п.1, отличающийся тем, что воздействие давлением осуществляют с силой, по величине равной от 10⁵ до 10⁹ Н/м².9. Способ по п.1, отличающийся тем, что формируют пленку германийсодержащего материала толщиной 5÷100 нм посредством проводимых в вакууме термического переиспарения гетерослоев Ge:GeO₂ и осаждения конденсацией при комнатной температуре паров монооксида германия на подложку.10. Способ по любому из пп.1-9, отличающийся тем, что воздействие давлением осуществляют в постоянном режиме или периодическом режиме с приведением электрода-иглы в контакт с поверхностью пленки германийсодержащего материала в точке локальной электрохимической модификации 1÷10⁶ раз на протяжении подачи электростатического потенциала.