Распределение падающих и отраженных ионов по энергиям и углам.
Сложные ионно-стимулированные физические и химические реакции, имеющие место на поверхности при травлении, проявляются в выходе продуктов реакции, то есть в количестве атомов подложки, распыленных одним ионом, ударившимся о поверхность. Количество распыленных атомов У пропорционально разнице корня квадратного от энергии иона Е/ и корня квадратного от пороговой энергии Е1И, не достигнув которой ионы не распыляют частицы с поверхности. Наиболее широко используемая формула для расчета У выглядит так [94]:
где G — константа пропорциональности; Е, — энергия иона; Eth — пороговая энергия выбивания атома с поверхности;/(<р) — функция распределения ионов по углам к нормали к поверхности. Функция/(<р) описывается распределением Гаусса
со среднеквадратичным угловым отклонением а, определяемым выражением:
где ф — угол падения иона на поверхность; кв — константа Больцмана; Tj — температура ионов; Et — энергия ионов (эВ). Тепловую энергию ионов обычно принимают равной 0,2—0,5 эВ. При кТ,= 0,2 эВ и Е/= 90 эВ среднеквадратичное угловое отклонение а,= 2,7°. В случае, когда на подложкодержатель приложено смещение [73J, ст, приближается к нулю.
Для изучения влияния угловой зависимости числа распыленных атомов на скорость травления и профиль, рассматриваются три возможных случая (рис. 4.10). Зависимость количества распыленных атомов при ионно-стимулированном травлении от угла падения может иметь максимум и далее резко падать, как при физическом распылении (кривая /). Количество распыленных атомов при увеличении угла падения может не зависеть от до определенного значения, после превышения которого резко снижаться (кривая 2 ). И в третьем случае этой взаимосвязи может вообще не наблюдаться. Это количество может полностью не зависеть от угла падения (кривая 3).
