1. На главную
  2. Электронные версии
  3. Поверхность. Рентгеновские, синхротронные и нейтронные исследования
  4. № 12, 2023

Поверхность. Рентгеновские, синхротронные и нейтронные исследования, 2023, № 12, стр. 39-45

Исследование рентгенооптических и механических характеристик многослойных зеркал C/Si и B4C/Si

Р. М. Смертин a, *, М. М. Барышева a, С. А. Гарахин a, М. В. Зорина a, С. Ю. Зуев a, В. Н. Полковников a, Н. И. Чхало a, Д. Б. Радищев b

a Институт физики микроструктур РАН
607680 Нижний Новгород, Россия

b Институт прикладной физики РАН
603950 Нижний Новгород, Россия

* E-mail: smertin_ruslan@ipmras.ru

Поступила в редакцию 28.11.2022
После доработки 10.02.2023
Принята к публикации 10.02.2023

Аннотация

Синтезированы и изучены рентгенооптические и механические свойства диэлектрических многослойных зеркал на основе пар материалов C/Si и B4C/Si. Зеркала были оптимизированы на длину волны 13.5 нм. Найдены параметры технологического процесса напыления, обеспечивающие одновременно выполнение трех условий: относительно высокие коэффициенты отражения на рабочей длине волны, близкие к нулю механические напряжения в пленке и отсутствие электропроводности. При нулевых внутренних напряжениях коэффициент отражения многослойных зеркал C/Si, нанесенных на суперполированные кремниевые подложки, на рабочей длине волны 13.5 нм составляет R = 11%, спектральная полоса пропускания Δλ = 0.33 нм. Зеркало B4C/Si обеспечило следующие характеристики: R = 8.2%, спектральная полоса пропускания Δλ = 0.3 нм. Однако в многослойных зеркалах B4C/Si был обнаружен блистеринг – появление пузырей на пленке из-за скопившегося внутри водорода, что исключило их применение для нанесения на коммерчески доступные микроэлектромеханические системы микрозеркал. Нанесение покрытия C/Si позволило впервые получить работоспособную микроэлектромеханическую систему, отражающую рентгеновское излучение на рабочей длине волны 13.5 нм. Коэффициент отражения составил R ~ 3%. Низкое значение коэффициента отражения обусловлено высокой, около 2 нм, микрошероховатостью поверхности микрозеркал микроэлектромеханической системы. Проведенное исследование указывает на принципиальную возможность создания матричного рентгенооптического элемента для модуляции пространственно-временны́х характеристик рентгеновских пучков.

Ключевые слова: рентгеновское излучение, многослойные зеркала, внутренние напряжения, ЭУФ-литография, безмасочная литография, микроэлектромеханическая система.

Список литературы

  1. http://elcompbase.ru/news/38/.

  2. Choksi N., Pickard D.S., McCord M., Pease R.F.W. // J. Vac. Sci. Technol. B. 1999. V. 17. P. 3047. https://doi.org./10.1116/1.590952

  3. Chkhalo N., Polkovnikov V., Salashchenko N., Toropov M. // J. Vac. Sci. Technol. B. 2017. V. 35. P. 062002. https://doi.org/10.1116/1.4995369

  4. Chkhalo N.I., Polkovnikov V.N., Salashchenko N.N., Toropov M.N. // Proc. SPIE. 2016. V. 10224. P. 102241O. https://doi.org/10.1117/12.2267125

  5. Chen Y., Shroff Y. // Proc. SPIE. 2006. V. 6151. P. 1512D. https://doi.org./10.1117/12.655113

  6. Nix W.D. // Metall. Trans. A. 1989. V. 20. № 11. P. 2217. https://doi.org./10.1007/BF02666659

  7. Гофман Р.У. Физика тонких пленок. Т. 3. М.: Мир, 1968.

  8. Андреев С.С., Клюенков Е.Б., Мизинов А.Л., Полковников В.Н., Салащенко Н.Н., Суслов Л.А., Чернов В.В. // Поверхность. Рентген., синхротр. и нейтрон. исслед. 2005. № 2. С. 45.

  9. https://static.chipdip.ru/lib/051/DOC013051769.pdf.

  10. Polkovnikov V.N., Salashchenko N.N., Svechnikov M.V., Chkhalo N.I. // Physics-Uspekhi. 2020. V. 63. Iss. 1. P. 83. https://doi.org./10.3367/UFNe.2019.05.038623

  11. Svechnikov M. // J. Appl. Crystallogr. 2020. V. 53. Iss. 1. P. 244. https://doi.org./10.1107/S160057671901584X

  12. Гарахин С.А., Забродин И.Г., Зуев С.Ю., Каськов И.А., Лопатин А.Я., Нечай А.Н., Полковников В.Н., Салащенко Н.Н., Цыбин Н.Н., Чхало Н.И. // Квантовая электроника. 2017. Т. 47. № 4. С. 385.

  13. Garakhin S.A., Chkhalo N.I., Kas’kov I.A., Lopatin A.Ya., Malyshev I.V., Nechay A.N., Pestov A.E., Polkovnikov V.N., Salashchenko N.N., Svechnikov M.V., Tsybin N.N., Zabrodin I.G., Zuev S.Yu. // Rev. Sci. Instrum. 2020. V. 91. Iss. 6. P. 063103. https://doi.org./10.1063/1.5144489

  14. Stoney G.G. // Proc. R. Soc. Lond. A. 1909. V. 82. P. 172. https://doi.org./10.1098/rspa.1909.0021

  15. Brenner A., Senderoff S. // J. Res. Nat’l. Bur. Stand. 1949. V. 42. P. 105.

  16. Добрынин А.В. // Письма в ЖТФ. 1997. Т. 23. № 18. С. 32.

  17. http://www.lao.cz/data/ke-stazeni/datasheet-newview-7300-d838.pdf

  18. Chkhalo N.I., Salashchenko N.N., Zorina M.V. // Rev. Sci. Instrum. 2015. V. 86. Iss. 1. P. 016102. https://doi.org./10.1063/1.4905336

  19. Takahashi H., Nishiguchi A., Nagata H., Kataoka H., Fujishima M. // Thin Solid Films. 1996. V. 281. P. 348. https://doi.org./10.1016/0040-6090(96)08631-2

  20. Condon J.B., Schober T. // J. Nucl. Mater. 1993. V. 207. P. 1. https://doi.org./10.1016/0022-3115(93)90244-S

Дополнительные материалы отсутствуют.

Инструменты

следующая статья выпуска предыдущая статья выпуска содержание выпуска

Поверхность. Рентгеновские, синхротронные и нейтронные исследования

Архивы выпусков Информация о журнале Отправить рукопись в журнал