ГЛАВА 4. ОПТИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ИОННО-ИМПЛАНТИРО- ПРАКТИЧЕСКОЕ ПРИМЕНЕНИЕ.

ГЛАВА 4. ОПТИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ИОННО-ИМПЛАНТИРОВАННЫХ ДИЭЛЕКТРИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ И ИХ
ПРАКТИЧЕСКОЕ ПРИМЕНЕНИЕ.
Первые работы по ионно-лучевой модификации оптических свойств
органических и неорганических диэлектрических материалов появились
в начале 80-х годов прошлого столетия [1,2]. Исследование оптических
свойств диэлектриков проводилось как с точки зрения выявления
основных закономерностей изменения структуры материалов при
ионной бомбардировке (главным образом спектроскопия в видимой,
средней и далекой ИК-областях), так и с целью их практического
применения в устройствах микроэлектроники, интегральной оптики и
оптоэлектроники (методы спектральной и лазерной эллипсометрии).
Были разработаны, носящие достаточно общий характер, схемы
деструкции полимеров под действием ионной бомбардировки и
получены экспериментальные данные по влиянию ионного облучения
на оптические функции - коэффициент преломления (n) и коэффициент
экстинции (k) широкого круга диэлектрических пленок. Ниже мы
отдельно коротко коснемся вопроса модификации оптических свойств
полимерных материалов при ионной бомбардировке, так как
в
литературе
этот
вопрос
освещен
крайне
недостаточно.
Экспериментальные материалы, касающиеся модификации оптических
свойств неорганических соединений, будут изложены в п.4.2., непосредственно связанном с их применением в устройствах интегральной
оптики.
4.1. Модификация оптических свойств полимерных материалов
при ионном облучении.
Начало интенсивного исследования влияния ионного облучения на
оптические свойства неорганических (LiNbO3, LiTaO, SiOx) материалов
было положено Таунсендом (P.D.Townsend) [1], а полимерных - в
совместной работе немецких и канадских ученых [2]. В [2]
представлены экспериментальные результаты по модификации
оптических свойств полиметилметакрилата (ПММА) ионами азота и
лития с энергией 100-120 кэВ и дозами 1012…1016 ион/см2. Измерены
эффективные коэффициенты преломления nэфф. для ТЕ и ТМ-мод
(  =633 нм) при толщине пленки равной 5 мкм. Величина коэффициента
поглощения не измерялась, но, исходя из внешнего вида образцов
(желтые, коричневые), делается вывод, что облучение дозами D>1014
ион/см2 нецелесообразно. Отметим, что в связи с очень узким
диапазоном энергий внедряемых частиц, а также отсутствием надежной
116
теоретической базы для описания упругих и неупругих взаимодействий
с атомами мишени, каких-либо общих закономерностей по изменению
оптических свойств полимеров при ионном облучении, сделано не
было. Важный шаг в понимании механизмов, приводящих к изменению
коэффициента преломления ( n ) полимерных материалов при ионном
облучении, сделан в [3]. Авторы провели облучение пленок ПММА
ионами H,He,N,O,F,Si и Xe c энергией 300 кэВ. Особенность данного
эксперимента состоит в том, что для протонов доминирующим
механизмом потерь энергии являются неупругие взаимодействия с

электронной подсистемой мишени - (dE / dx ) e  6,23 эВ/ A . Потери
энергии на упругие столкновения пренебрежимо малы. Для ионов


ксенона с той же энергией (dE / dx) e  42,2эВ / A  (dE / dx) n  142,2эВ / A ,
то есть, доминируют упругие потери энергии. В качестве
энергетической характеристики авторами [3] предложено использовать
среднюю плотность ионизационных потерь энергии, определяемую
выражением:  Ge  Ee D / RP , где Ee
- величина энергии,
выделенная в мишени в результате неупругих столкновений, D – доза
имплантированных ионов, RP – проецированный пробег.
Таблица 4. 1
Ион
H+
He+
C+
N+
N2+
O+
F+
Si+
Xe+
Энергия,
кэВ
300
300
300
300
300
300
300
300
300
Параметры ионного облучения ПММА [3]
∆h, мкм ∆En, кэВ ∆Ee, кэВ
Rp, нм
0,0370
0,060
0,131
0,150
0,292
0,109
0,122
0,218
0,453
0,785
5,439
32,024
26,675
43,558
33,020
40,831
66,854
74,239
299,215
294,561
276,97
273,325
256,442
266,98
259,168
233,146
125,761
3626,4
1821,0
894,1
781,9
447,3
750,2
737,1
589,5
110,3
 3
< G e >, эВ / A
0,1650
0,3235
0,6196
0,6991
1,1466
0,7118
0,7032
0,7910
2,2803
Сравнение полученных величин n с плотностью упруго
выделенной энергии не дает никаких корреляций. В тоже время,
величина n линейно возрастает с ростом  Ge  . На основании этого
делается вывод о том, что взаимодействие движущихся ионов с
электронной подсистемой мишени является определяющим при
модификации оптических свойств ПММА. Отметим, что в данной
работе дозовая зависимость n(D) при фиксированной энергии частиц не
исследовалась (D=2×1014 ат./cм2). Кроме того, данные о коэффициенте
экстинции отсутствуют, а они крайне необходимы для выяснения
117
возможностей
применения
имплантированных
полимеров
в
интегральной оптике.
В [4] представлены результаты исследования спектров пропускания
в видимой и ИК-областях пленок ПММА толщиной d=59,5 мкм,
подвергнутых облучению ионами 7Li2+, 12C4+, 20Ne9+ и 32S8+ с энергией 5
МэВ/а.е.м. На основе данных ИК-спектроскопии, предложена схема
деструкции ПММА при высокоэнергетичном ионном облучении.
Приведены данные по относительному n / n изменению коэффициента
преломления в зависимости от дозы облучения вышеперечисленными
ионами. Максимальное изменение (6%) достигается при облучении
ионами 20Ne9+,наименьшее (1%)– ионами 7Li2+.
Во всех перечисленных выше работах коэффициент преломления
определялся методом лазерной эллипсометрии на длине волны  =633
нм, что соответствует излучению He-Ne лазера. Для практического
использования полимерных пленок в устройствах интегральной оптики
и оптоэлектроники необходимо знать оптические функции n(  ) и k (  )
в области 200…1100 нм. В литературе имеется весьма ограниченное
количество надежных экспериментальных данных по оптическим
функциям полимеров [5-7]. Только сравнительно недавно [5] появились
сведения об исследовании оптических свойств некоторых полимеров
(ПЭТ, ПЭН) методом FTIRSE и эллипсометрии с фазовой модуляцией
(PME) в ИК, видимом и ближнем УФ-диапазонах [7].
В [8] приведены результаты исследования влияния облучения
ионами N+(300 кэВ) на оптические функции PMMA. Измерения
проводились в диапазоне длин волн 250-1100 нм на универсальном
автоматическом двухканальном спектроэллипсометре с бинарной
модуляцией состояния поляризации (БСМП) на основе монохроматора
МДР-3 со спектральным разрешением 2 нм. Ключевым элементом в
БСМП эллипсометре является соосный переключатель состояния
поляризации с тонким клином из кальцита, имеющий высокую степень
поляризации переключаемых пучков (до 10-5) в спектральном диапазоне
длин волн от 220 до 2400 нм и высокую (до единиц кГц) достижимую
частоту модуляции пучков излучения. В БСПМ эллипсометрии
отсутствие движущихся поляризационных элементов сочетается с
высокой чувствительностью и стабильностью измерений, а
двухканальная схема с одновременной регистрацией интенсивностей
ортогонально поляризованных пучков света позволяет уменьшить
влияние флуктуаций интенсивности источника излучения. В качестве
источника света использовалась импульсная ксеноновая лампа PX-2
(Ocean Optics). При угле падения света 70о, азимутах поляризатора
118
Р=30о и анализатора A=10о точность по воспроизводимости и
долговременная стабильность при измерении эллипсометрических
углов  и
 достигала 5×10-3 градуса при времени
интегрирования 2 секунды, что позволяло оопределять показатели
преломления и поглощения с точностью не хуже 2 10-3.
Спектры tan  , cos  и рассчитанные из них спектры n(  ) и k (  )
образцов PMMA, нанесенных на кремниевые подложки, и облученных
различными дозами ионов азота, приведены ниже на рис. 4.1-4.2. Для
обработки результатов эллипсометрических измерений использовалась
двухслойная система: Si(подложка)/SiO2-4,5 нм/PMMA. Видно, что с
ростом дозы облучения увеличивается коэффициенты преломления и
поглощения. Результаты проведенных исследований показывают, что
при дозах облучения ПММА ионами азота ниже 11015 см-2 в области
300-600 нм наблюдается сильная дисперсия n(λ) и k(λ). Величины n(λ) и
k(λ) возрастают с уменьшением λ. При λ > 600 нм имеет место слабая
дисперсия оптических функций.
Рис.4.1. Спектры tg и cos пленок ПММА, имплантированных ионами N+(300
кэВ, D=11013 cм-2)
119
Рис.4.2. Спектры коэффициентов поглощения (А) и преломления (Б) пленок ПММА,
облученных ионами азота с энергией 300 кэВ:
14
 3,3*10 ,
1,0*1014 см-2,
0,66*1014 см-2,
0,33*1014 см-2,
14
-2
0,1*10 см ,
исходный
Рис.4.3. Спектры tan  и cos пленок полистирола, имплантированного ионами
N2+ c энергией 250 кэВ, D=1×1014 cм-2
При облучении пленок полистирола ионами N+2 c энергией 250 кэВ
(рис.4.3-4.4) уже при дозах D>11014 см-2 значительно возрастает
коэффициент поглощения, что затрудняет их использование в качестве
материала для микроволноводов.
120
Рис.4.4. Спектры коэффициента преломления (n) и коэффициента экстинции (k)
пленок полистирола, облученного ионами N2+ c энергией 250 кэВ, D=1×1014 cм-2
Для практического применения элионной обработки при формировании пассивных элементов интегральной оптики в работах [9,10]
предлагается использовать режимы ионной бомбардировки (энергия,
доза, плотность тока), аналогичные
принятым в
стандартной
твердотельной технологии изготовления интегральных схем. В качестве
внедряемых частиц рекомендуется использовать легкие ионы (H+, B+,
N+) с энергией в диапазоне 100…300 кэВ. Толщину пленки
модифицируемого полимера в этом случае необходимо выбирать,
основываясь на результатах расчета профилей выделенной энергии и
траекторных параметров внедряемых ионов таким образом, чтобы
величина [dE/dx]e  const. На рис. 4.5 приведены рассчитанные методом
МК профили неупруго ([dE/dx]e>> [dE/dx]n ) выделенной энергии при
имплантации ионов H2+(250 кэВ), B+(100 кэВ), He+(250 кэВ) и N+(385
кэВ) в ПММА. Видно, что наиболее равномерный по глубине профиль
неупругих потерь энергии имеет место при внедрении протонов и
величина [dE/dx]e вполне достаточна для эффективной модификации
ПММА уже при небольших дозах облучения.
Рис.4.5. Профили потерь энергии на ионизацию ионов: 1- H2+ (250 кэВ, Rp= 1,37
мкм ), 2 - B+(100 кэВ , Rp= 0,47 мкм ) , 3 - N+ (380 кэВ, Rp= 0,94 мкм ) и 4 - Ne+(1
МэВ), имплантированных в ПММА
121
Для определения коэффициентов преломления и экстинции
применялся метод лазерной эллипсометрии с использованием 4-х
зонной схемы измерения при двух углах падения (70 ° и 73°) лазерного
луча (  =0,6328 мкм) на образец. Получено, что бомбардировка пленок
позитивного фоторезиста S1813 протонами с энергией 385 кэВ в
диапазоне доз до 11015 см-2 позволяет изменить величину n с 1,60
(необл.) до 1,68, что составляет 5 %. Усадка фоторезиста при этом не
более 10 %. Аналогичные величины при облучении ионами бора
приведены на рис. 4.6 [11]. При бомбардировке ПММА ионами H2+(250
кэВ) изменение n в том же диапазоне доз составляет 11 %, что связано
как с его более высокой чувствительностью к ионному пучку, так и
величиной плотности (Ge) неупруго выделенной энергии. Принимая, что
при облучении протонами и молекулярным водородом величина
[dE/dx]e>>[dE/dx]n, плотность неупруго выделенной энергии (Ge )
можно оценить по формуле: Ge = Ee D/ Rp [3], где Еe - величина
энергии, выделенная протонами в пленке резиста. Рассчитанные
методом МК эти величины составляют 45 и 75 кэВ для рассмотренных
случаев облучения протонами и H2+, соответственно. Заменив Rp в
формуле для Ge толщиной пленки (Rp d=0,7 мкм), получим для
D=11015 cм-2, что в первом случае
Ge 640 эВ/нм3 , а во втором
Ge 1100 эВ/нм3 .
Полученные значения изменения n и экстинции k для пленок ПММА
и ПС, облученных ионами бора и азота приведены в таблице 4.2.
Наблюдаемое изменение n при D=11015 cм-2 находится в пределах 1223 % . Даже при облучении протонами доза D0, необходимая для
изменения величины n на 1% , примерно на три порядка меньше, чем
для неорганических материалов. Облучение протонами весьма
перспективно из-за малости упругих потерь энергии, чей вклад в конце
траектории при бомбардировке более тяжелыми ионами неорганических
соединений приводит к появлению скачка n [12]. При D>11015 cм-2
происходит рост коэффициента поглощения и полимерные пленки
становятся непригодными для использования в качестве материала
волноводов.
Особое значение имеют данные по кинетике изменения толщины
полимерных пленок при ионном облучении (рис.4.6). Зависимость
d(D)/d0 состоит из трех участков. В области малых доз (D < 51013 cм-2)
величина d/d0 линейно зависит от дозы облучения. В диапазоне 51013
cм-2 < D < 51014 cм-2 наблюдается резкое увеличение d/d0. При
D > 11015 cм-2 значения d/d0 слабо зависят от D. Такое поведение
122
0.25
2.1
0.2
Е=100
кэВ
Е=60 кэВ
0.15
0.1
Е=20 кэВ
0.05
0
0.E+00
D, см-2
1.E+15
2
Е=20
кэВ
Е=100
кэВ
1.9
Е=60 кэВ
n
 d, мкм
d(D) /d0 находится в согласии с моделью прямого радиационного
травления полимеров [13].
1.8
1.7
1.6
0.0E+0 5.0E+1 1.0E+1 1.5E+1 2.0E+1
0
4
5
5
5
2.E+15
D,см-2
Рис.4.6. Зависимость радиационной усадки (а) и показателя преломления (б)
фоторезистивной пленки S1813, облученной ионами B+ различных энергий, от дозы
облучения [11]
Важным аспектом является прогнозирование изменения величины
коэффициента преломления облученных полимеров. Основываясь на
известных значениях мольной рефракции [14], табл. 4.2 и формуле
Лоренц-Лоренца:
(n 2  1)
   Rmol / M ,
( n 2  2)
i
,
Rmol   Rbond
(4.1)
i
где  - плотность, М - молекулярный вес, Rbond – мольная рефракция,
R bond – групповые вклады в мольную рефракцию соответствующие
химическим связям, можно оценить
значение коэффициента
преломления в области, где
d/d0 слабо зависит от D, а величина
коэффициента поглощения (k) еще мала. Это значение коэффициента
преломления обозначим n , понимая под ним предельную величину n,
достижимую для конкретного полимера при условии, что k0,01. Для
большинства исследованных нами полимеров при облучении легкими
ионами это область 510 14 см-2 <D< 11015 см-2. Значения Rmol. для
практически важных случаев приведены в [14]. Для объяснения роста
коэффициента преломления пленок ПММА и стирола при ионном
облучении мы использовали разработанную в [15,16] схему деструкции
простых линейных полимеров и на ее основе рассчитали
соответствующее изменение мольной рефракции. Согласно этой схемы,
при дозах облучения D > 11015 см-2 от исходных полимеров остается
только скелетная структура, а боковые группы отрываются. Расчет
i
123
величины коэффициента преломления на основе принятой схемы
деструкции для случая облучения ПММА ионами B+(100 кэВ,
D = 1  1015 cм-2 ) дает величину nтеор. =1,65 , что близко к
экспериментально определенному. При этом не учитывали изменение
плотности полимера в ходе облучения. Аналогичные зависимость n(D)
имеют место и при бомбардировке пленок ПММА ионами H2+ , а
также полистирола ионами N+(380 кэВ). Естественно, что при одних и
тех же дозах облучения, изменение n меньше при бомбардировке
протонами. Так, при D=11015 cм-2 величина n=1,54, что существенно
меньше, чем при облучении ионами бора и азота. Вопрос о корреляции
n с величиной плотности неупруго выделенной энергии,
обсуждавшийся в [3], требует более детального изучения. Для ионов
B+(100 кэВ, D=11015cм-2) плотность неупруго выделенной энергии
ниже, чем для ионов
N+ ( 300 кэВ, D=11015cм-2) , а дозовые
зависимости n(D) практически совпадают. Это свидетельствует о
влиянии упругой составляющей энергетических потерь на величину n,
которая больше при имплантации ионов бора.
Таблица 4.2
Рефракции Ribond некоторых химических связей*
Вид связи
Rc
RD
C-H
1,669
1,676
C-C
1,286
1,296
C-C (аромат.соед.)
2,660
2,688
C=C
4,12
4,17
C-O (в эфирах)
1,53
1,54
C-O (в ацеталях)
1,45
1,46
C=O
3,30
3,32
C-S
4,57
4,61
C=S
11,70
11,91
C-F
1,45
1,44
C-Cl
6,48
6,51
C-Br
9,32
9,39
C-I
14,47
14,61
O-H (в спиртах)
1,65
1,66
O-H (в кислотах)
1,80
1,80
*
( RC, RD,RF отвечают  =656,3; 589,3 и 486,1 нм соответственно).
RF
1,693
1,301
2,760
4,28
1,55
1,47
3,46
4,70
12,52
1,44
6,58
9,54
14,96
1,66
1,83
Таким образом, при ионном облучении полимеров, в области доз,
начиная с
1×1013 ион/cм2,
наблюдается рост коэффициентов
преломления и экстинции.
Ниже будет показано, что для
неорганических диэлектрических материалов наблюдаются качественно
иные зависимости n (D).
124
4.2. Формирование диэлектрических микроволноводов с
использованием ионного облучения
Формирование диэлектрических микроволноводов с применением
элионной технологии возможно двумя основными способами: методом
свободной маски и прямым рисование волноводной структуры ионным
пучком. Оба этих метода применяются на практике, дают возможность
формировать планарные, полосковые и погруженные канальные
волноводы и имеют свои преимущества и недостатки. Основные типы
трехмерных волноводов приведены ниже на рис.4.7 [17].
Рис.4.7. Основные типы трехмерных волноводов:
а – д – канальные; е – к – полосковые [9]
Метод свободной маски является более универсальным, так как не
требует специальной системы сканирования ионного пучка. Одна из
известных разновидностей данного метода [18] заключается в
использовании вольфрамовой нити (рис.4.8 ).
Рис. 4.8. Разновидность метода свободной маски с использованием
вольфрамовой проволоки [18]
125
Но методом свободных масок невозможно изготавливать
микроволноводы субмикронного размера. Для этого необходимо
использовать стандартную технологию фотолитографии, позволяющую
с использованием набора фотошаблонов воспроизвести необходимую
геометрию микроволновода путем маскированмия ионного пучка в
определенных местах. Пример такого процесса приведен на рис.4.9.
Рис.4.9. Технология негативных (а) и позитивных (б) масок (шаблонов) для
изготовления барьерных и не туннельных волноводов
В качестве материалов волноводных слоев используются как
органические, так и неорганические диэлектрики. Сравнительные
характеристики основных волноводных структур приведены в таблице
4.3 [17]. Как видно из таблицы 4.3, основными методами формирования
волноводных структур в настоящее время являются: эпитаксия, ионный
обмен из расплава, диффузия. Схематическое распределение
коэффициента преломления приведено на рис.4.10. Методом эпитаксии
можно получать ступенчатые волноводы, ионный обмен, диффузия, а
также ионная имплантация, за исключением специальных режимов,
обычно дают градиентные структуры.
Неплохой обзор современного состояния вопроса по технологии
изготовления планарных интегрально-оптических дисперсионных
элементов представлен в [18].
126
Таблица.4.3
Сравнительные характеристики основных волноводных структур
интегральной оптики [ 17 ]
Материал
Материал
Показатель
Способ
Средний
волноводного слоя
подложки
преломления
получения
уровень
волноводного
волноводного
потерь
слоя
дБ/см
слоя (  =0,63
мкм)
Стекла ТК8-ТК21
Стекло
1,56-1,66
ВЧ распыление
0,1
Nb2O5
Cтекло
2,27
То же
0,01
ZnO
Cтекло
2,0
То же
0,01
Винилтриметилсилан
Стекло
1.52-1,53
Полимеризация в
0,04
плазме
Желатин
Стекло
1,54
Осаждение из
0,5
водного растврра
Ti:LiNbO3
LiNbO3
2,21
Диффузия
0,5
LiNbO3
LiTaO3
2,20
Эпитаксия
1,0
LiNbO3
LiNbO3
2,35
Протонный
0,5
обмен
LiTaO3
LiTaO3
2,21
Ионный обмен
2,0
Рис.4.10. Схематичный вид профиля коэффициента преломления при
использовании эпитаксии (а), диффузии (б) и ионной имплантации (в)
К настоящему времени достаточно подробно исследованы оптические
свойства широкого круга неорганических материалов, подвергнутых
высокоэнергетическому ионному облучению и, соответственно, именно
они и использовались в качестве волноводных слоев. В таблице 4.4 [11]
приведен большой перечень обычно используемых на практике
неорганических материалов.
127
Таблица 4.4
Оптические константы основных материалов, используемых при
изготовлении микроволноводов [19]
Материалы
Александрит
(BeAl2O4:Cr)
Al2O3
BaF2
Ba2NaNb5O15
(BNN)
Bi4Ge3O12
Bi12GeO20
BaTiO3
CaCO3
CaMoO4
CaWO4
Gd3Ga5O12
Gd3Sc2Al3O12
Gd3Sc2 Ga3O12
KNbO3
KTaO3
KTiOPO4
LiCaAlF6
LiNbO3 a
LiTaO3
MgO
Quartz
(SiO2)
Ruby
(Cr:Al2O3)
TeO2
YAG
(Nd:Y3Al5O12)
YLF
(LiYF4)
YSAG
ZrSiO4
ZnWO4
Коэффициент
преломления
при =0.633
мкм
1.747(nb)
1.766(no)
1.758(ne)
1,473
1.758(ne)
2.218(na)
2.0982
2.545
2.40(no)
2.37(ne)
2.267
1.91
1.92
1.966
1.928
1.9673
2,174(na)
2.280(nc)
2.2286
1.8654
1.3875(no)
1.3862(ne)
2.287(no)
2.2031(ne)
2.1768(no)
2.1819(ne)
1.7358
1.5427(no)
1.5518(ne)
Максимальное изменение
коэффициента преломления в
%
Волноводная
область
Барьер
+0.1
-0.5
0
-1
+1
+2.5
+0.5(0.488m)
-0.5(0.6328m)
-2
-0,5
-5
-4
-3
-3
-0.5
+1
-0.5
-4.5(no)
-3(ne)
-5
-0.8
-0.3
-2
-1
-1
-10(na)
-7(nc)
-16
+0.1
-2
-1(no)
+1(ne)
-1
0
+0.3
+0.25
+0.2
Доза,
необходимая.
для
изменения
коэф.
преломлен.
на 1%
(D/1015)
Термиче
ская
стабильн
Потери
дБ/см

ость, C
1
>2
>5
800
5
1
600
550
7
2
1
800
800
0.2
1
4
4
300
300
1
2
0.5
0.5
0.5
1
900
1
-5(no)
-3(ne)
-7
0.5
350
1
1
350
1
0
-1
-5
5
0.5
1100
0.2
1.76
2.4117
-0.01
-1
-2.5
>5
2
800
700
1
1.8297
+0.3
-2
3
800
1
1.4768
-0.15
-1
2
1.921
2.19
0
-7.5
-4
1
2
800
900
1
128
Для модификации их оптических свойств с целью формирования
микроволноводов использовалась имплантация ионов гелия. Анализ
данных таблицы 4.4. позволяет сделать три вывода об изменении
коэффициента преломления при облучении неорганических материалов
легкими ионами МэВ-ных энергий, которые имеют в достаточной
степени общий характер.
Во-первых, в волноводной области величина n , за небольшим
исключением, положительна. Во-вторых, в области барьера, где
доминируют упругие потери энергии, величина n всегда
отрицательна. В-третьих, для изменения показателя преломления на 1%
требуется весьма высокая доза облучения 1016 ион/см2. Объяснение
такого поведения n при облучении неорганических материалов
легкими ионами связано, в первую очередь, с особенностями выделения
энергии при торможении. Для легких частиц (H,He) в МэВ-ном
диапазоне энергии в начале траектории практически полностью
доминируют неупругие потери энергии, которые, как видно из табл.6.5,
слабо влияют на величину n . В конце траектории в узком глубинном
диапазоне начинают доминировать упругие потери энергии,
приводящие к формированию различного рода радиационных дефектов,
что и приводит к существенному уменьшению коэффициента
преломления. Детальный анализ механизмов, приводящих к
формированию “барьерного”слоя дан в [10].
Безусловно, огромное количество публикаций посвящено исследованию влияния ионного облучения на оптические свойства ниобата
лития–LiNbO3 [20-22]. В [20] представлены экспериментальные
результаты
по
формированию
планарных
диэлектрических
микроволноводов на основе
LiNbO3, подвергнутом облучению
+
высокоэнергетичными ионами C (3 MэВ) дозой D=(1,5…10,5)×1014 см-2.
На рис.4.11-4.12 приведены зависимости коэффициента преломления
для обыкновенного и необыкновенного луча в облученном LiNbO3.
Ход кривой 2 на рис. 4.11 четко коррелирует с профилем
выделенной энергии ионами
C+(3 MэВ): сначала доминируют
неупругие потери энергии, слабо зависящие от глубины мишени
(участок от поверхности до 1,5 мкм), затем, в достаточно узкой области,
доминируют упругие потери энергии. Отметим, что коэффициент
преломления в облученных областях ниже, чем в необлученных. Для
необыкновенного луча зависимость эффективного коэффициента
преломления от глубины для облученного ниобата лития качественно
иная. В области доминирования неупругих потерь энергии коэффициент
преломления выше, чем в необлученной подложке. В диапазоне глубин
129
2,0…2,7 мкм наблюдается характерный провал в зависимости n(x)
(рис.4.12).
Рис.4.11. Профиль коэффициента преломления для обыкновенного луча в
LiNbO3, облученном ионами С+(3 МэВ, D=7×1014 cм-2). Штриховая линия (1)
соответствует коэффициенту преломления обыкновенного луча n0=2,2864 в
необлученной подложке . Cплошная линия (2) – коэффициент преломления
облученного образца
Рис.4.12. Профиль коэффициента преломления для необыкновенного луча в
LiNbO3, облученном ионами С+(3 МэВ, D=7×1014 cм-2 ). Штриховая линия (1)
соответствует коэффициенту преломления необыкновенного луча n0=2,2028 в
необлученной подложке . Cплошная линия (2) – коэффициент преломления
облученного образца
130
По-разному ведут себя зависимости эффективных коэффициентов
преломления для TE и TM-мод при термическом отжиге (рис. 4.13-4.14),
необходимом для уменьшения концентрации центров окраски,
негативно влияющих на коэффициент поглощения.
Рис.4.13. Зависимости nэфф.(D) для TE-моды и температуры отжига:
1- исходный, 2 – T=200 ◦C , t=30 мин., 3 - T=260 ◦C , t=30 мин.
Рис.4.14. Зависимости nэфф.(D) для TМ-моды и температуры отжига:
1- исходный, 2 – T=200 ◦C , t=30 мин.,
3-T=260◦C, t=30мин.
131
Низкодозная имплантация ионов О3+(6МэВ, D=2×1014 cм-2) в ниобат
лития (Fe:LiNbO3 , 0,1мол.% Fe) для изготовления волноводов описана в
[21]. Коэффициент преломления исходной подложки отмечен на
рис.4.15 как nsub.
Рис.4.15. Dark mode cпектр и реконструированный ne профиль после
О3+(6МэВ, D=2×1014 cм-2) имплантации в Fe:LiNbO3 [21]
В [22] cообщается об изготовлении волноводных структур на базе
ниобата лития облученного ионами O2+(3МэВ, D=4×1014 cм-2). Профиль
коэффициента преломления (рис.4.17) получен методом эллипсометрии
с пошаговым травлением в смеси плавиковой и азотной кислот с
добавлением этанола.
Рис.4.16. 3D-изображение 2D-профиля коэффициента преломления для
структуры описанной в [22]
132
Рис.4.17. Профиль коэффициента преломления для обычного (а) и
необычного (б) лучей в ниобате лтития, облученном O2+[22]
В работе [23] описан метод получения планарных оптических
волноводов с применением в качестве проводящего слоя кальцийбариевого ниобата (Ca0.28Ba0.72Nb2O6 ) облученного ионами гелия с
энергией 2,8 кэВ дозой до 1016 ион/см2 при комнатной температуре.
Результаты измерения профиля показателя преломления показали, что в
области барьера коэффициент преломления уменьшается для обычного
Δno = 4.0%
и необычного Δne = 3.1% лучей соответственно. Такое
поведение показателей преломления свойственно для большинства
оптоэлектронных кристаллов, подвергнутых ионному облучению:
LiNbO3 [20], KNbO3 [24], BaTiO3 [25] and SBN [26]. В волноводной
области поведение коэффициентов преломления обычного и
необычного лучей различное: n0 уменьшается на 0,28 %, а ne возрастает
на 0,075%.
В [27] описан метод получения 3D-волноводных структур в LiNbO3 с
использованием микропучков ионов 35Cl c энергией 70 МэВ, доза
облучения составляла 5×1012 ион/см2. Для получения 3D-структур
использовалось химическое травление, что позволило получить
практически вертикальные стенки волновода. Описанный подход к
формированию 3D-волноводных структур весьма перспективен для
МОЭМС [28]. В этой связи могут также представляться весьма
интересными эксперименты по облучению LiNbO3 в режиме
133
каналирования. Так [29], при облучении ниобата лития ионами Si c
энергией 550 кэВ установлено, что глубина их проникновения
возрастает в 1,4 или 1,2 раза, в зависимости вдоль какой из осей x или
y проводится бомбардировка. Технология формирования планарных
микроволноводов с применением имплантации 6 МэВ С3+ дозой 1×1014
ион/см2 в монокристалл BiB3O6 описана в [30]. Информацию по
оптическим свойствам подвергнутых ионному облучению пленкам SnO2
и ZnO можно найти в [31,32]. Волноводные структуры, полученные с
применением имплантации ионов Au+ c энергией 1701 кэВ в различные
силикатные пленки, описаны в [33]. После имплантации образцы
проходили термическую обработку при температурах 400 и 600 ºС.
Установлены взаимосвязи изменения оптических свойств с
наблюдаемыми
структурными
преобразованиями.
Важные
практические результаты получены при изучении оптических свойств
пленок a-Si1-xCx:H, подвергнутых высокодозному (D=1016 – 1017 ион/см2)
облучению ионами гелия (E=0,2-1 МэВ) [34]. На основе оптического
контраста имплантированных и неимплантированных областей
предложено формирование устройств хранения информации высокой
плотности.
В работе [35] исследовано формирование наведенного показателя
преломления (НПП) в тонких пленках диоксида германия, полученных
методом ВЧ магнетронного распыления, при облучении ионами гелия с
энергиями
5–40 кэВ и дозами от 1014 до 5×1016 см–2. В указанном
диапазоне доз облучения величина НПП изменялась от 0.001 до 0.139,
что является достаточным для создания планарных тонкопленочных
волноводов. Возникающий при облучении НПП лишь частично может
быть объяснен образованием в процессе облучения дефектов (GeE`центров, германиевых электронных центров, нейтральных кислородных
вакансий Ge2+-центров и дырочных поляронов), полосы поглощения
которых наблюдаются в спектрах пропускания. Обсуждается
дополнительный механизм появления НПП, связанный с радиационным
уплотнением материала.
На рис. 4.18а представлена дозовая зависимость НПП пленок GeO2
на подложках из кремния.Видно, что НПП меняется с дозой в широких
пределах и достигает значения 0.139 при дозе 5×1016 см–2 (Указанные
здесь и ниже значения доз приведены для максимальной энергии
ионов). На рис.4.18б приведены дисперсионные зависимости
показателей преломления исходной и облученной ионами с дозой
5×1016 см–2 пленок, а также НПП после облучения ионами с указанной
дозой. Следует отметить, что такие значения наведенного показателя
134
преломления обеспечивают возможность создания планарных
волноводов как с низким, так и с высоким ограничением волноводных
мод.
Рис.4.18 . Зависимость НПП пленок GeO2 на подложках из кремния от дозы ионов
гелия на длине волны 633 нм (а). Зависимость НПП и показателя преломления до
(нижняя кривая) и после облучения ионами гелия с дозой 1015 ион/см2
В работе [36] представлены результаты исследования показателя
преломления приповерхностных слоев вольфрам-теллуритных стекол,
облученных ионами гелия и серебра. В случае облучения ионами гелия
наведенный показатель преломления в области малых доз
приблизительно линейно зависит от дозы облучения и составил 0,064 и
0,105 при дозах 9,2×1014 см–2 и 1,8×1015 см–2 соответственно. Отжиг
образцов до температур, близких к температуре размягчения, приводил
к уменьшению НПП ~0,01. В случае облучения ионами серебра НПП
слоя составил 0,043 и 0,178 при дозах 2×1016 см–2 и 5×1016 см–2
соответственно. Последующий отжиг этих образцов приводил к
увеличению НПП, что свидетельствует о протекании в облученном
ионами серебра вольфрам-теллуритном стекле процессов ионного
обмена.
В [37] ионная имплантация 2,6 МэВ ионов Ni+ и 2,0 МэВ ионов He+
использовалась для формирования планарных волноводов на базе
оксида кремния.
Весьма перспективны работы по формированию методом двойной
ионной имплантации двухслойных оптических микроволноводов. Так, в
[38] сообщается об изготовлении двухслойных оптических
микроволноводов в Ce-легированном стронций-бариевом ниобате
Sr0,75Ba0,25Nb2O6 (SBN). Применялась двойная имплантация ионов бора с
энергией 3 и 6 МэВ, доза облучения составляла (2+2)×1014 ион/см2.
135
Профиль коэффициента преломления в такой структуре, определенный
классическим “m-line” методом, приведен ниже на рис. 4.19. Как видно
из рис.4.19 максимальное изменение коэффициента преломления
составляет около 1%. На рис. 4.20 приведен рассчитанный профиль
упруго выделенной энергии при двойной имплантации ионов бора в
SBN.
Рис.4.19. Профиль коэффициента преломления стронций-бариевого ниобата (SBN),
подвергнутого двойной ионной имплантации ионов В+ и В3+ с энергией 3 и 6 МэВ
Рис.4.20. Профиль неупругих потерь энергии при двойной имплантации ионов бора
136
Качественно одинаковый вид зависимостей n(x) и (dE/dx)
свидетельствует о непосредственном влиянии упругих потерь энергии
на коэффициент преломления. Результаты данной работы показывают
перспективность использования многостадийной (полиэнергетической)
имплантации для
формирования
многослойных волноводных
структур.
Таким образом, формирование диэлектрических микроволноводов в
неорганических материалах связано с особенностями выделения
энергии
движущимися частицами, а именно, пространственным
разделением упругих и неупругих потерь энергии и их
неэквивалентности в смысле формирования радиационных дефектов.
Основное преимущество использования неорганических материалов в
качестве волноводных слоев перед органическими (полимерами)
состоит в их высокой термостабильности. Использование полимерных
материалов, подвергнутых ионному облучению,
в качестве
волноводных слоев было начато немецкими учеными (S.Brunner,
D.M.Ruck и др.) [39,40]. В качестве материалов применяли полиметилметакрилат
(PММА)
и
полиметакрилметилимид
(PMMI),
характеризующийся более высокой, чем у PMMA, температурой
стеклования (Tg). Чувствительность PMMI к ионному пучку примерно
такая же, как и у PММА, а Tg=160  , что почти на 60 градусов выше.
Облучение протонами с энергией 230 кэВ проводилось для получения
поверхностных волноводных структур. Для получения заглубленных
волноводов использовали облучение ионами He+ c энергией 5,6 МэВ.
Диапазон доз облучения находился в пределах от 10 7 до 1013 ион/см2.
Для формирования 1:4 делителя ионное облучение проводилось два
раза: сначала протонами с энергией 230 кэВ (D=1014 ион/см2, Rp=2,5
мкм), затем ионами Ar+ c энергией 56 МэВ (D=5×1011 ион/см2, Rp= 18,5
мкм). Волноводные потери (L) измерялись методом двух призм и
рассчитывались по формуле (4.2):
10 log( I / I 0 )
,
(4.2)
X  X0
где I- интенсивность при различном положении второй призмы.
Определенная таким образом величина потерь составляет примерно 1
дБ, что является верхней приемлимой границей.
Формирование планарных диэлектрических микроволноводов на базе
облученного протонами (E=350 кэВ, D=2×1014 , 4×1014 , 6×1014 и 8×1014
ион/см2)
PMMA описано в [41]. Число волноводных мод
и
L
137
эффективный коэффициент преломления (   633 нм) измерялось с
помощью “m-lines” измерений. Зависимость эффективного показателя
преломления от дозы облучения представлено на рис. 4.21. В табл.4.5
приведены величины волноводных потерь в зависимости от дозы
внедренных ионов. Волноводные потери в исходном (необлученном)
PMMA на указанной длине волны составляют 0,03 дБ/cм, что
существенно меньше данных, представленных в таблице.
Рис. 4.21. Эффективный показатель преломления ПММА (   633 нм) в
зависимости от дозы облучения протонами с энергией 350 кэВ.
Таблица 4.5
Волноводные потери в ПММА (  =635 нм) в зависимости от дозы облучения
D/1014, см-2
Потери, дБ/см
2
1,2
4
1,7
6
2,0
8
2,3
Поэтому, применять имплантированные пленки PMMA в качестве
волноводов можно только в приборах, у которых длина волновода
менее 1 см.
Близкие результаты по волноводным потерям получены также
авторами [15], которые изготовили диэлектрические микроволноводы
на основе известных полимерных композиций: CR-39, HIRI и
поликарбоната (ПК). Облучение проводилось протонами с энергией 250
кэВ, доза облучения варьировалась в пределах 1013…1015 ион/см2. В
138
таблице 4.6 приведены результаты
преломления исследованных материалов.
измерения
коэффициента
Таблица 4.6
Относительное изменение коэффициента преломления исследованных
полимеров и число мод в градиентных волноводах, изготовленных на их
основе
CR39
Число
n / n0 ,%
мод
0,67
1
1,21
1
1,47
1
4,82
2
8,77
4
Доза,
H+/см2
1013
5×1013
1014
5×1014
1015
HIRI
Число
n / n0 ,%
мод
0,13
1
0,58
1
1,41
2
4,23
3
6,15
4
ПК
Число
n / n0 ,%
мод
0,32
1
0,57
2
0,76
2
3,67
2
6,26
3
Таблица 4.7
Волноводные потери для ТЕ0-моды
Доза, H /см
5×1013
1014
+
2
Потери дБ/см
HIRI
3,2
2,9
СR39
1
1,9
ПК
3,6
3,8
Из данных, представленных в таблице 4.7-4.8 видно, что из трех
рассмотренных материалов СR39 обладает лучшими волноводными
свойствами: наибольшее изменение коэффициента преломления и
наименьшие потери. Оптические свойства имплантированных ионами
гелия (130 кэВ, D=1×1014 −1×1015 ион/см2) и аргона (320 кэВ, D=1×1013
−1×1015 ион/см2) пленок ПК представлены также в [43].
С точки зрения технологии формирования диэлектрических
микроволноводов с помощью ионных пучков весьма важны результаты,
представленные в [44]. Разработан метод прямого рисования
конфигурации диэлектрического микроволновода в негативном
фоторезисте сканированием протонного пучка субмикронного размера.
Сформированное скрытое изображение в дальнейшем проявлялось
химическим путем. Облученный протонами NANO SU-8 негативный
фоторезист фирмы Microchem Corporation (MCC) использовался в
качестве волноводного слоя. В качестве покровного слоя использовали
композицию NOA88 (Norland Optical Adhesive). Выбор
SU-8
объясняется его хорошей температурой стеклования (Tg=200  C).
139
Энергия протонов составляла 2 МэВ. Доза облучения составляла
1,875×1013 ион/см2. Толщина нанесенного покровного слоя составляла
30 мкм. В дальнейшем структура подвергалась термообработке (50  С,
12 ч.) для улучшения адгезии покровного слоя как к подложке, так и
волноводному слою. Ниже, в таблице 4.8, приведены измеренные
значения коэффициента преломления (n) подложки (Pyrex 7740),
волноводного слоя (SU-8) и покровного (NOA88) для двух длин волн.
Потери в волноводе составляют 0,19  0,03 дБ/см, что на сегодня
является очень хорошим результатом.
Таблица 4.8
Коэффициенты преломления подложки, волноволного и покровного слоев
Материал
Pyrex 7740
SU-8
NOA88
n (632,8 нм)
1,470
1,596
1,555
n(1550 нм)
1,456
1,575
1,537
Аналогичные результаты по формированию планарных диэлектрических микроволноводов в LiF с применением имплантации 1,5 и 2,0
МэВ-ных ионов гелия представлены в [45]. Определены эффективные
показатели преломления для ТЕ и ТМ волноводных мод для доз
облучения 2,5×1014 и 2,5×1016 ион/cм2 табл.4.9. Коэффициент
преломления неимплантированного LiF для  =632,8 нм составляет
nисх.= 1,3913. Как видно из табл.4.9. только для фундаментальной моды
(m=0) n’эфф превышает nисх. С ростом дозы облучения эффективные
показатели преломления уменьшаются.
Объяснение данного эффекта авторы связывают с двумя
механизмами выделения энергии движущимися ионами в веществе:
неупругими и упругими потерями. В то время как неупругие потери
энергии происходят равномерно по траектории, ядерные эффективны
только в ее конце, чем и объясняются данные, приведенные в табл.4.9.
Таблица 4.9
Эффективные коэффициенты преломления (nэфф.) для первых трех
волноводных мод
Номер моды, m
D=2,5×1014 ион/см2
D=2,5×1016 ион/см2
ТЕ
ТМ
ТЕ
ТМ
0
1,3933
1,3930
1,3920
1,3910
1
1,3911
1,3908
1,3873
1,3869
2
1,3870
1,3870
1,3820
1,3820
140
В [46] описывается технология формирования скрытых волноводных
слоев в KTiOPO4(KTR) бомбардировкой ионами гелия с энергией 1 и 3
МэВ. Представлены экспериментальные данные по использованию
полиэнергетической имплантации ионов He+ (2,8; 2,9; 3,0 и 3,1 МэВ) для
cоздания полосковых микроволноводов в КTR. Отмечается, что ионная
имплантация должна быть дополнена одним или несколькими
быстрыми термическими отжигами. Заметим, что ранее было
установлено [10], что быстрый термический отжиг более эффективен,
чем обычный отжиг в печах. Данная работа является весьма
показательной в том плане, что получить волновод с низкими потерями
авторам не удалось, но пути их снижения намечены.
В [24] приводятся сведения об изготовлении “non-leaky”оптического
микроволновода,
сформированного
в
KNbO3
посредством
бомбардировки высокоэнергитичными (6 МэВ) ионами бора. Особо
важно
то
обстоятельство,
что
авторы
не
использовали
постимплантационного отжига. Кроме того, хранение образцов на
воздухе в течении нескольких месяцев не привело к изменению
параметров диэлектрического микроволновода.
В [47] представлены результаты по изучению параметров
диэлектрических микроволноводов на основе поливинилкарбазола
(PVK), подвергнутого бомбардировке ионами C+ различной энергии
(55-120 кэВ). PVK представляет собой фотопроводящий полимер,
обладающий нелинейными оптическими свойствами: n=n0+I, где
I-интенсивность излучения, n0- коэффициент преломления при низких
значениях I, - коэффициент пропорциональности. Полимер наносился
методом центрифугирования на стеклянную подложку (марка BK7), на
которой формировалась дифракционная решетка для ввода излучения.
Исследования структуры облученных пленок проводилось методом
Фурье-спектроскопии в средней ИК-области. Отмечается существенная
деградация структуры с ростом дозы облучения , что является общим
свойствам многих полимерных композиций. Подтвержден нелинейный
характер оптических свойств исследуемого соединения.
В [48] представлены результаты исследования влияния высокоэнергетичного (Ag14+, 100 МэВ) ионного облучения на оптические
свойства органического монокристалла метилпарагидроксибензонат
(MHB), обладающего нелинейными оптическими свойствами. Данная
работа являлась первой в мировой практике попыткой сформировать
диэлектрический микроволновод в органическом монокристалле с
использованием имплантации тяжелых ионов. Выращенные с помощью
Gel-solution технологии монокристалллы относились к моноклинной
141



сингонии Сс : a=13,568 A , b=16,959 A , c=12,458 A . Выращенные
монокристаллы разрезались на двухмиллиметровые пластинки
перпендикулярно оси Z. ERDA –анализ использовался для получения
профили водорода в мишени после имплантации. В таблице 4.10
приведены измеренные емкостным методом при комнатной
температуре значения диэлектрической проницаемости для дозы
D=10×1012 ион/см2 .
Частота (кГц)
10
50
100
500
1000
Таблица 4.10
Диэлектрическая проницаемость MHB
Диэлектрическая проницаемость (  )
До облучения
После облучения
6,16
94,88
6,30
94,30
6,26
93,33
6,23
92,48
6,23
91,41
Значительное
увеличение  авторы связывают с генерацией
дефектов вдоль треков имплантированных частиц и модификацией
структуры, связанной с потерей водорода в мишени. Коэффициент
преломления необлученных образцов для   0,6328 мкм составлял
1,738 , после облучения – 1,784. Относительное изменение n / n0
составило 2,6 %. Показано, что ионная имплантация cущественно не
ухудшает нелинейных оптических свойств MHB, а приводит только к
некоторому снижению выходной мощности лазерного пучка ( до 160
мДж) табл.4.11. Параметры входного пучка: Nd-YAG лазер,   1,0 64
мкм,  =10 нс, f=10 Гц.
Таблица.4.11
Эффективность генерации второй гармоники (   0, 532 мкм)
Выходная мощность, Вт.
Энергия на входе, мДж.
До имплантации
После имплантации
20
0,0084
0,0080
40
0,0196
0,0184
60
0,0496
0,0457
80
0,0968
0,0940
100
0,1350
0,1252
120
0,1970
0,1892
140
0,2705
0,2527
160
0,3300
0,3010
180
0,3877
0,2500
200
0,3804
0,2175
142
Весьма перспективными материалами для использования в пассивных
устройствах интегральной оптики и интегральной оптоэлектронике
являются элементоорганические и, в первую очередь, кремнийорганические соединения. В табл. 4.3 упоминался винилтриметилсилан,
который был получен полимеризацией в плазме тлеющего разряда.
Более перспективны кремний органические соединения класса “spin-on
glass” (SOG, продукция фирмы FILMTRONICS, США), которые могут
наноситься методом центри-фугирования с последующей низкотемпературной (T=90-100  C ) сушкой. Центрифугирование позволяет
наносить качественные пленки в широком диапазоне толщин с
минимальной дефектностью и высокой однородность по пластине.
Многие кремнийорганические соединения, например полиорганосилоксаны, отличаются высокой термостойкостью (  500  C ),
обусловленной высокой энергией связи Si-O (432 кДж/моль), а также
отличными диэлектрическими характеристиками. Так, сшитый полидиметилфенилсилоксан при 20  C имеет тангенс угла диэлектрических
потерь (1-2)×10-3, диэлектрическую проницаемость 3-3,5 (при 800 Гц),
удельное объемное сопротивление 1017 ом×см.
В настоящее время работ по исследованию оптических свойств
кремнийорганических соединений, подвергнутых ионному облучению,
немного [49-51], что в значительной мере связано с их высокой
стоимостью. В [49] исследовались свойства полигидроксиметилсилоксана (PHMS), относящегося к классу SOG (Accuglass 512, Allied
Signal, CA, USA). Пленки PHMS толщиной 1 мкм наносились методом
центрифугирования. Толщина пленок определялась с помощью
профилометра. Термообработка после нанесения проводилась при
Т=90  С в течении 10 минут. Облучение проводилось ионами Au с
энергией 3 МэВ (D=1013-1015 ион/ cм2). Из спектров отражения R( )
исследуемых пленок в области 200-800 нм авторы, используя формулу
nd  i i 1 /(i 1  i ) , где  - длина волны, отвечающая максимуму
(минимуму) R( ) , определили величину nd . Установлено, что значения
nd с ростом дозы облучения убывают от 1,7 (D=1013 ион/ cм2) до 1,1
(D=1015 ион/ cм2) рис.4.21 .
Авторам [49] не удалось независимо определить величины n и d, что
можно было бы сделать методами лазерной или спектральной
эллипсометрии. Положив
n =1,6 (необлученный PHMS) они рассчитали только изменение толщины пленок PHMS при облучении, что
составило 1,1 мкм (D=1013 ион/ cм2 ) и 0,73 мкм (D=1015 ион/ cм2).
Важный результат был получен при анализе спектров РФЭС (Al Kα
143
1486,6 эВ) и КРС-спектров облученных образцов. Получено, что часть
атомов углерода образует кластеры в SiOxCy матрице.
Рис.4.21. Величина nd образцов РНМS, облученных ионами Au c энергией 3 МэВ
В [50] представлены результаты исследования оптических свойств
SOG-пленок, близких по структуре и составу к описанным [49] PHMSпленкам, облученных протонами и ионами азота. Среди широкого
разнообразия кремний-органических соединений особое место
занимают материалы класса «Spin–on–Glass» (SOG) широко
используемые в микроэлектронике для планаризации поверхности,
изоляции и др. Ведущими производителями таких материалов являются
широко известные фирмы «FILMTRONICS», «HONEYWELL», «SILEX».
Коэффициент преломления указанных материалов находится в пределах
1,38 − 1,42, что делает возможным их применение только в качестве
покровных слоев диэлектрических микроволноводов. Расширение
функциональных возможностей SOG-материалов возможно при
увеличении коэффициента преломления, путем введения специальных
добавок, а также посредством высокоэнергетического ионного
облучения. Результаты исследований оптических свойств пленок SOG к
настоящему времени весьма скудны. Даже оптические свойства пленок
SiO2, к структуре которых пленки SOG должны стремиться при ионном
воздействии, изучены крайне недостаточно. По данным [51]
зависимость коэффициента преломления SiO2 от дозы облучения носит
немонотонный характер. Отметим также, что пленки SOG используются
в микромеханике – МЭМС и МОЭМС (Silex SX-серия). 3D-cтруктуры
создаются с применением воздействия синхротронного излучения (СИ)
и SOG-пленок.
144
Показано [50], что облучение как протонами, так и ионами азота,
приводит к существенному увеличению коэффициента преломления
кремний органических пленок. При облучении протонами до доз 1×10 15
см-2 коэффициент экстинкции близок к нулю, а величина n достигает
1,545, что существенно превышает коэффициент преломления SiO2
(1,46). Облучение азотом не дает каких-либо преимуществ перед
протонным облучением. Избыток выделенной по сравнению с
протонным облучением энергии приводит только к повышению
коэффициента экстинкции. Величина же n существенно не превышает
значения, полученные при протонном облучении. В работе [49] при
изучении оптических свойств облученных пленок PHMS определить
одновременно толщину и коэффициент преломления не удалось, но
приведены значения произведения (nd). Величина (nd) по данным [49]
убывает с ростом дозы облучения. Данные [50] показывают, что
поведение (nd) может быть более сложным. В диапазоне доз (D = 1013 1014 см-2) величина (nd) практически не меняется. В [52] представлены
экспериментальные результаты по оптическим свойствам SOG-пленок,
облученных ионами фосфора, сурьмы и мышьяка. Анализ данных
лазерной и спектральной эллипсометрии облученных пленок указывает
на существовании эффекта низкодозного дальнольнодействия [53] при
ионной бомбардировке.
В работе [54] описан метод формирования оптических волноводов в
ниобате лития с использованием треков высокоэнергетичных частиц
(E>1 МэВ/а.е.м.), например, иона хлора. По оценкам авторов потери
энергии в этом случае составят 5-6 кэВ/нм, что достаточно для
аморфизации материала. Дозы облучения при этом находятся в пределе
(1012-1013 cм−2). Потери в таких нановолноводах велики и составлят
порядка 10 дБ/см, что вероятно можно снизить, подбирая режимы
ионной бомбрдировки.
4.3. Оптимизация процесса формирования диэлектрических
микроволноводов на основе системы полимер/SiO2 /Si при
использовании ионного облучения.
В настоящее время в технологии интегральной оптики (ИО) и
интегральной оптоэлектроники для обеспечения функционирования
различных устройств широко используются гибридные многослойные
системы [55]. При формировании микроволноводов применяют
широкий круг неорганических материалов, подробные сведения о
которых приведены в п.4.2. Особый интерес представляют гибридные
145
микроволноводные структуры: полимер/SiO2/Si [56], полимер/Ta2O5/
полимер [57], а также композиции на базе металлизированных
полиимидных пленок [58]. В качестве полимерных материалов
используют поликарбонаты [59], фторированные полиимиды [60], а
также другие полимерные композиции [61]. С точки зрения
удешевления технологического процесса в качестве
диэлектрика
удобно использовать
термически выращенный SiO2 (рис.4.23),
обладающий высокой прозрачностью в видимой области и прекрасной
термостабильностью.
Методы
получения
оксида
кремния
(высокотемпературные и низкотемпературные) достаточно хорошо
отработаны и дают возможность формировать слои в широком
диапазоне толщины. В тоже время, показатель преломления SiO2
находится в пределах n=1,44-1,46 (в зависимости от метода получения),
что не позволяет использовать его в качестве волноводного слоя на
подложке из стекла, кремния (n=3,865, k=0,023), или
другого
полупроводникового материала. Для формирования диэлектрического
волновода непосредственно в слое SiO2 можно использовать ионное
облучение, которое, как показано в [62], обычно приводит к росту n в
приповерхностной области оксида. Можно поступить по другому.
Оксид кремния может играть роль переходного слоя от подложки (с
высоким коэффициентом преломления) к волноводному слою,
имеющему величину n большую, чем у SiO2, но меньшую, чем у
подложки. В этой связи весьма перспективны полимерные материалы,
особенно, если вводимая в микроволноводы на их основе энергия не
приводит к структурным изменениям в них.
Рис.4.23 . Поперечное сечение планарного волновода на кремнии. Заштрихованная
область соответствует высокому значению коэффициента преломления [62]
В качестве материала волноводного слоя в системе “полимер/SiO2
/подложка” можно напрямую применять полимеры, имеющие более
высокий коэффициент преломления, чем у оксида кремния, или
146
модифицировать оптические свойства таких полимеров как
полиметилметакрилат (ПММА), полистирол
и ряда других,
перечисленных в п.4.2., ионным облучением. Из полимеров, обладающих достаточно высоким коэффициентом преломления, обычно
выбирают различные полиимидные композиции с ориентировочной
формулой [C22H8O5N2]n. Данный класс соединений обладает хорошей
термостабильностью свойств, но
имеет невысокую прозрачность в
видимой области и его адгезия к ряду материалов электронной техники
оставляет желать лучшего. Поэтому, ионное легирование целесообразно
использовать с целью повышения коэффициента преломления ПММА
[9-10] или полиметакрилметилимида (PMMИ) [39-40]. Важным
требованием, предъявляемым к материалам диэлектрических
микроволноводов, является величина оптических потерь, которая для
практических приложений не должна превышать 1дБ/см. Это
значительно сужает как круг возможных исходных материалов, так и
возможности ионно-лучевых технологий в связи с увеличением
коэффициента экстинции (k) полимеров с ростом дозы облучения.
Свойства некоторых наиболее перспективных органических материалов
приведены ниже в таблице 4.12. Из приведенных в таблице данных
следует выделить поливинилкарбазол, а также негативный фоторезист
SU-8, обладающий хорошей термостабильностью (Tg200 C). С
технологической точки зрения весьма удобно использовать
современные высокоразрешающие позитивные фоторезисты: S1813,
SPR135, SPR700 и другие композиции на основе новолачной смолы.
Информацию о новых полимерных материалах, обладающих низкими
волноводными потерями, можно найти в [63].
Таблица 4.12
Коэффициенты преломления подложки, волноводного и покровного слоев
Материал
n (632,8 нм)
n(1550 нм)
Pyrex 7740
1,470
1,456
SU-8
1,596
1,575
NOA88
1,555
1,537
Для расчета параметров внедряемых частиц, выделенной энергии
использовалась программа SRIM-2008 (www.srim.org),
которая
реализует метод Монте-Карло (МК) в применении к имплантации
аморфных материалов. Преимущества данного комплекса перед
другими аналогичными программами заключается в использовании
147
модифицированного правила Брэгга-Климана, что особенно важно при
моделировании высокоэнергетичного ионного облучения органических
материалов. Применение подхода развитого в работах J.R.Sabin и
соавторов [64], так называемого Core-and-Bond (CAB) алгоритма, в
сочетании с данными [65] по сечению торможения на химических
связях делает данный комплекс незаменимым для моделирования
взаимодействия заряженных частиц с высокомолекулярными
соединениями. При моделировании условий ионного облучения
структуры полимер/SiO2/Si-подложка будем исходить из толщины
волноводной пленки 1 мкм и толщины слоя термически выращенного
оксида 0,3 мкм.
В зависимости от соотношения энергии внедряемых частиц и
толщины слов в системе полимер / SiO2/ подложка (Si) возможно
четыре различных типа их распределения: I-частицы затормозятся в
слое 1 полностью; II- частицы остановятся в основном в слое 2 и
частично в 1(или наоборот); III- частицы тормозятся в слое 2 с
небольшим “хвостом” распределения в подложку; IV- практически все
ионы останавливаются в подложке. Различные типы распределения
легких ионов внедренных в трехслойную систему ПММА(0,7 мкм) /
SiO2 (0,3 мкм) /Si-подложка рассчитанные методом МК приведены на
Рис.4.24. Для оптимизации технологии формирования диэлектрических
микроволноводов в системе полимер/SiO2 /подложка распределение
внедренных частиц не так важно, как распределение энергии,
выделенной в упругих и неупругих столкновениях. В частности, при
совершенно разном распределении внедряемых частиц эффект их
действия на верхнюю полимерную пленку может быть один и тот же.
Принимая во внимание, что речь идет об облучении
легкими
высокоэнергитичными частицами, то упругими потерями энергии в
первом приближении можно пренебречь. В этой связи главное, чтобы
максимум упругих потерь энергии (который имеет место в конце
траектории внедряемых частиц) не попал в волноводный слой, иначе
возможно появление нежелательного скачка n. На рис.4.25. приведены
рассчитанные методом МК распределения неупругих потерь энергии
для случаев, описанных выше. Видно, что практически для всех
рассмотренных условий ионного облучения (за исключением 1.3-1.4)
будут сформированы градиентные волноводы. Важно отметить, что как
следует из приведенных рисунков, полиэнергетическая имплантация
частиц одного сорта в рассматриваемом диапазоне энергии не дает
возможности получить структуру со ступенчатым изменением
коэффициента преломления. В тоже время, полиионная имплантация,
148
Рис.4.24. Распределения ионов H+, He+ и N+ имплантированных в систему
ПММА(0,7 мкм) - I /SiO2(0,3 мкм)-II /Si-подложка -III:
1.1-1.4 - H+, энергии 50, 100, 150 и 200 кэВ соответственно; 1.5-1.8 - He+ , энергии
50, 100, 200 и 300 кэВ; 1.9-1.12 – N+ , энергии 200, 400, 600 и 1000 кэВ
Рис.4.25. Распределения неупругих потерь энергии для условий ионного облучения,
приведенных на Рис.4.24
например, комбинация распределений 1.2 и 1.5 на рис.2.24,
149
даст
возможность создать близкое к однородному распределение
выделенной энергии, что будет являться необходимым условием
формирования ступенчатых волноводных структур.
Таким образом, первый этап моделирования ионного облучения
рассматриваемой системы заключается в определении типа
имплантируемых ионов и их энергии. Возможности выбора обычно
определяются параметрами имплантера. При всех прочих равных
условиях лучше использовать более легкие ионы, так как при этом
достигается максимальная равномерность профиля выделенной энергии.
Возникает необходимость учета радиационной усадки [13] облучаемого
полимера. Прогнозировать ее величину исходя из данных по расчету
коэффициента распыления с помощью SRIM-алгоритма невозможно, так
как последний учитывает только механизм физического распыления.
Используя данные [9-10,13] по радиационной усадке пленок ПММА при
облучении ионами азота с энергией 300 кэВ, можно оценить
эффективный коэффициент распыления YЭФФ., по формуле:
YЭФФ. =∆dN/D, где N- атомная плотность материала, D- доза облучения.
Для D=1014 ион/см2 YЭФФ.2000. Контроль усадки следует проводить
методами лазерной или спектральной эллипсометри [5-7], позволяющей
определить величины n, k и d.
Второй этап моделирования связан с оценкой условий ионного
облучения, в первую очередь дозы облучения, необходимой для
требуемой модификации оптических свойств полимеров. Данный
подход должен работать как для материалов преимущественно
деструктирующих под действием ионного облучения (ПММА), так и
сшивающихся (ПС).
Cогласно [65], величина критического значения плотности
выделенной энергии необходимой и достаточной для проявления
резиста ПММА составляет (в зависимости от модификации резиста,
растворителя, условий облучения) порядка 1,51022 эВ/см3=15 эВ/нм3.
Аналогично, величина плотности
энергии гелеобразования для
негативных электроно- и ионорезистов составляет 41018 – 11022
эВ/см3. Как показали результаты экспериментов [65,73], при дозе
облучения более 51014 см –2 , такие полимеры как ПММА и ПС,
становятся непригодными для использования в качестве материала
микроволноводов из-за увеличения поглощения. Принимая во
внимание доминирование неупругих потерь энергии практически на
всей длине пути ионов в мишени, минимальное значение [dE/dx]e для
D=11014 см –2 cоставляет
15 эВ/нм, что достигается даже
150
протонным облучением.
При таких малых дозах
существенных изменений оптических
констант оксида кремния не наблюдается. Поэтому, при расчете числа
мод (М) распространяющихся, например, в ступенчатом волноводе М=
½ +(2d/0)[2n3(n2-n1)]1/2 , где n1, n2 , n3 – коэффициенты преломления
воздуха,
модифицированного
полимера
и
оксида
кремния
соответственно, учитывать изменения n3 нет необходимости для всех
приведенных на рис.4.24-4.25 типов распределения внедренных частиц
и выделенной энергии. Так для 0=0,6328 мкм (рабочая длинна волны
лазерного эллипсометра
ЛЭФ-3М) при толщине волноводного слоя
d=1,0 мкм и n1=1, n2=1,6 (N+(300 кэв), D=21014 cм-2 [15]), n3=1,6
получаем М=2.
При формировании 3D-волноводных структур важным параметром
является отношение скоростей растворимости облученного и исходного
полимера (S/S0), для расчета которого можно использовать понятие
радиационно-химического выхода деструкции (GSC) для позитивных
композиций и сшивки (GCL) для негативных. В таблице 4.13 приведены
величины GCL и GSC для некоторых полимеров [73].
Таблица 4.13
Радиационно-химический выход сшивки (GCL) и деструкции (GSC) для
некоторых полимеров [ ]
Материал
GCL
GSC
GSC/ GCL
ПЭНП
0.8-1.1
0.4-0.5
0.47
ПЭИП
0.5-1.1
0.4-0.5
0.56
Полиметилметакрилат
0.5
0.77
1.54
Полиметилакрилат
0.5
0.04
1.54
Нейлон 6
0.67
0.68
1.01
Поливинилацетат
0.3
0.07
0.23
Атактический
0.27
0.22
0.81
полипропилен
Изотактический
0.16
0.24
1.50
полипропилен
Полистирол
0.019-0.051
0.0094-0.019
0.41
Полибутандиен
5.3
0.53
0.10
Полиизобутилен
0.5
5
10
Для позитивных резистов (ПММА и др.) у которых GSC >> GCL
средний молекулярный вес облученного полимера M n определяется
выражением:
DEGSC
1
1



M n M n kqtNA 
151
,
(4.3)
где M n - средний молекулярный вес исходного вещества, D – доза
облучения в Кл/см2, Е- поглощенная энергия в эВ, k =100 эВ, q- заряд
электрона,  - плотность полимера г/см3, t- толщина пленки в см; и NA –
число Авогадро.
При использовании соотношения (4.3) значение поглощенной
энергии можно найти методом МК. Наименее точно определенной
величиной является GSC. Данные ряда авторов существенно отличаются
друг от друга [65-73]. В таблице 4.14 представлены наиболее часто
используемые значения GSC и GCL для ПММА и ПС [65-73]. Энергия
Е1 соответствует поглощенной энергии в пленке полимера.
Данные таблицы 4.14 позволяют в случае облучения легкими ионами
(Z=1-10) определить радиационно-химический выход доминирующего
процесса. Видно, что при ионной бомбардировке величина GSC
меньше, чем при облучении электронами или протонами.
Данный вывод с нашей точки зрения не является корректным, так как
эксперименты по сравнению эффективности протонов и перечисленных
в табл.4.14 ионов следовало бы проводить не при равенстве энергии
бомбардирующих частиц, а их скоростей. Так, скорость внедряемых
протонов составляет 4V0 (25 кэВ/а.е.м соответствует боровской скорости
V0).
Таблица 4.14
Значения радиационно-химического выхода деструкции (GSC) и сшивки (GCL)
для ПММА и ПС
ПММА
Частица
eH+
He+
Li+
Be+
B+
Е0 , кэВ
20
100
300
300
300
250
ПС
Е1, кэВ
3,07
92,2
217,0
117,9
139,9
144,0
GCS
0,77
0,74
0,45
0,44
0,40
0,45
Частица
eH+
H+
He+
Ne+
Ar+
E0
кэВ
20
1500
50
100
200
400
D, см-2
11015
11014
71014
1,51013
41012
61011
GCL
0,08
0,06
0,07
0,25
0,26
0,29
Соответственно, для ионов Li+ 4V0 соответствует энергии 700 кэВ.
Вторым аспектом данной проблемы является вопрос об эффективности
упруго и неупруго выделенной энергии по отношению к процессам
деструкции в полимерах. Поэтому расчет величины Mn/ M n* и
соответственно S/S0 является оценочным, но полезным на стадии
планирования разработки.
152
Представленная последовательность выбора параметров внедряемых
частиц, позволит упростить разработку технологических аспектов
формирования ступенчатых и градиентных микроволноводов на основе
рассматриваемой системы. Прогнозирование изменения оптических
параметров полимеров в зависимости от условий облучения возможно
как для позитивных, так и негативных композиций [16], но желательно
использовать данные спектральной эллипсометрии, которые позволяют
определить спектры n () и k() [19], что даст возможность определить
рабочий диапазон устройства.
Таким образом, моделирование методом Монте-Карло ионного
облучения
системы
полимер/SiO2/Si-подложка
позволяет
оптимизировать условия ионной бомбардировки, включая полиионное и
полиэнергитическое облучение. Полиионное облучение является
наиболее
перспективным
для
формирования
ступенчатых
микроволноводов с применением элионной технологии.
Литература к главе 4.
1. P.D.Townsend/ Ion implantation and optical devices//Vacuum, 1984, Vol.34, №3-4,
P.395-398.
2. J.F.Kulish, H.Franke, A.Singh et. al. // J.Appl.Phys.,1988, Vol.63(8), P.2517-2521.
3. J.P.Biersack, R.Kallweit // NIM(B), 1990, B 46, №1-4, P.309-313.
4. Biersack J.P., Schmoldt A., Fink D., Schiwietz G//Rad. Eff. Def. in Sol.
1996.V.140.P.63 - 74.
5. H.J.Peng, Z.T.Liu, H.Y.Chen et al. //J.of Applied Physics, 2002,V.92,№3, P.57355739.
6. J.A.Woollam, C.Bungay, J.Hiltiker et al. // NIM(B), 2003, B 208, P.35-39.
7. A.Laskarakis, C.Ggravalidis, S.Logothetidis //NIM(B), 2004, B 216, P.131-136.
8. A.V.Leontyev, V.I.Kovalev, A.V.Khomich et al. //Proceedings of SPIE, 2003,
Vol.5401,P.129-135.
9. Леонтьев А.В. //Микроэлектроника, 2001, Т.30, №5, C.377-383.
10. Komarov F.F., Leontyev A.V., Grygoryev V.V., Kamishan M.A. // NIM(B), 2002, v.
191, P. 728-732.
11. С.В.Гранько, Автореферат канд дисс.дисс.Минск,БГУ,2006,17 с.
12. Townsend P.D., Chandler P.J., Zhang L., Optical Effects of Ion Implantation,
Cambridge Univ. Press.,Cambridge,1994, 280 p.
13. Махвиладзе Т.М., Пантелеев Е.Г., Сарычев М.Е. // Математическое
моделирование. 1990.Т.2, №3.-с.3-10.
14. Д.В.Ван Кревелен. Свойства и химическое строение полимеров. Москва: Из-во.
“Химия ”, 1976.- 416 с.
15. Комаров Ф.Ф., Леонтьев А.В., Григорьев В.В.// Вакуумная техника и технология.
1991.т.1, № 5-6.-Р.36-40.
16. A.Leontyev, E.F.Ostretsov, V.V.Grygoryev, F.F.Komarov //NIM(B), 1992, B 65,
№1-4, P.438-441.
153
17. Свечников Г.С. Элементы интегральной оптики/ Г.С.Свешников.-Москва:
“Радио и связь”,1987.-112 с.
18. Townsend P.D. //NIM(B), 1992, B 65, P.243-250.
19. В.Ш.Берикашвили, Н.Т.Ключник, К.Н.Костенко, М.Я.Яковлев //Технология и
конструирование в электронной аппаратуре, 2005, №2, с.10-16.
20.Ниобат лития
21. Yang Tan, Feng Chen, M Stepi et al.// Opt. Exp., 2008, Vol. 16, No. 14, p.1046510470.
22. Han-Ping, LU Fei, WANG Xue-Lin et al. // Chin.Phys.Lett., 2008, Vol. 25, No. 1,
p.156-159.
23. G.Fu, K.-M.Wang, X.-l.Wang et al //Appl.Phys.2007,B87,p.289-292.
24. Xia Zonghuang, Li Yan, Shen Diyun et al. //NIM(B), 1997, B 122, P.253-254.
25. BaTiO3
26.SBN
27.Nesprias F., Venturino M., Debray M.E. et. al.//NIM(B).2009.v.267.Iss.1.p.69-73.
28.Варадан В. ВЧ МЭМС и их применение/В.Варадан, К.Виной, К.Джозе.Москва:Техносфера,2004.-528 с.
29.Schrempel F.,Steinbach T.,Gischkat Th.,Wesch W.//NIM(B). 2008. v.267. Iss. 12-13.
p.69-73.
30. Wang L., Chen F., Wang X-L. et.al.// NIM(B).2008.v.266.Iss.6.p.899-903.
31. Rani S., Puri N.K., Roy S.C. et.al.// NIM(B).2008.v.266.Iss.9.p.1987-1992.
32.Wang K., Ding Z., Chen T. et al.// NIM(B).2008.v.266.Iss.12-13.p.2962-2965.
33.Malinsky P., Mackova A., Bocan J. et al.// NIM(B).2009.v.267.Iss.8-9.p.1575-1578.
34. Tsvetkova T., Sellin P., Carius R. et al.// NIM(B).2009.v.267.Iss.8-9.p.1583-1587.
35. И.Н. Антонов, О.Н. Горшков, Ю.А. Дудин и др // Вестник Нижегородского
университета им. Н.И. Лобачевского, 2009, № 4, с. 34–38.
36. О.Н.Горшков, Е.М.Дианов, М.Ф.Чурбанов и др. //Вестн. Нижегородского унта,2007, №2, С.69-72.
37. I.Benaissa, A.Belaidi, S.Hiadsi //Res. J. Phys., 2007, V.1(1), p.49-54.
38.SBN
39. Brunner S., Ruck D.M., Tinscert K. et al.//NIM, 1996, B 107, P.333-336.
40. D.M.Ruck//NIM. 2000, B 166-167, P.603-609.
41. Wan Hong, Hyung-Joo Woo, Han-Woo Choi et al. // Appl. Surf. Sci., 2001, Vol.169-170,
P.428-423.
42. C.Darraud, B.Bennamane, C.Gagnadre et al. //Applied Optics, 1994,vol.33,№ 16,
P.3338-3341.
43.Radwan R.M., Abdul-Kader A.M., El-Hag Ali A.// NIM(B).2008.v.266.Iss.1213.p.2962-2965.
44. Sum T.C., Bettiol A.A., Van Kan at all. // Appl. Phys. Lett., 2003, V.83, №9, P.17071709.
45. V.Mussi, F.Somma, P.Moretti et al. // Appl. Phys. Lett., 2003, Vol.82, № 22, P.38863888.
46. V.Mussi, F.Somma, P.Moretti et al // Appl. Phys. Lett., 2003, Vol.82, № 22, P.38863888.
47. Cottin P., Lessard R.A., Knystautas E.J., Sjoerd Roorda // NIM(B), 1999, B 151, P.97100.
154
48. P.Sreeramana Aithal, H.S.Nagaraja, P.Mohan Rao et. al. // NIM(B), 1997, B 129,
P.217-220.
49. B.Pignataro, J.-C.Pivin, G.Marletta // NIM(B), 2001, B 191, P.772-777.
50. Комаров Ф.Ф., Леонтьев А.В.//ДАН РБ. 2008.№5.с.44-48.
51. Swart J.W., Diniz J. A., Doi I., M. A. B. de Moraes// Nuclear Instruments and
Methods in Phys. Res., 2002. B 191. P. 171.
52. Леонтьев А.В.//Вестник БГУ.2009.№3. с.
53. . Тетельбаум Д.И., Трофимов А.А., А.Ю.ФАзов, Курильчик Е.В., Доценко Е.Е.//
Письма в ЖТФ,1998, т.24,№23, С.9-12.
54. Olivares J., Garcia-Navarro A., Garcia G. et al.//Optics Lett.2007.v.32.Iss.17.p.25872589.
55. Moliton A., Antony R., Lucas B., Ratier B., Moussant C. // Optical Materials 12
(1999), 199-203.
55. D.Bosc, N.Devoldere, M.Bonnel et al.// Matter Sci. and Eng., 75, 155-160, 1999.
56. 32. Chu A.K., Lee K.M., Pong B.J. et al. // Electron Lett.,2000, V.36, №18, P.15391540.
57. Han Kwansoo, You Kyounghie, Kim Enji // Mol. Cryst. and Lig. Cryst. Sci. and
Techn. Sec.(A) //2000, №349, P.71-74.
58. Sharma V.K., Kapoor A., Tripathi K.N. et al. // Indian J. Eng. And Mater Sci., 1999,
V.6, №6, P.335-337.
59. Luo Jingdong, Qin Jinqui, Kang Hu, Ye Cheny // Chem.mater,2001, V.13,№3, P.927931.
60. Zhao Y.-G., Lu W.-K., Ma Y. // J. Appl. Phys. Lett., 2000, V.77, №19, P.2961-2963.
61. A.Polman, E.Snoeks, G.N. van den Hoven //NIM(B), 1995, B 106, P.393-399.
62. Design and Fabrication of Planar Optical Waveguide Devices and Materials/ Ed.
Robert A. Norwood, Proceedings of SPIE, 2002, Vol.4805,P.1-148.
63. J.R.Sabin, J.Oddershede//NIM(B).1987.V.27.p.280-286.
64. J.P.Ziegler, J.M.Manoyan//NIM(B).1988.V.35.p.215-228.
65. Adesida I., Anderson C., Wolf E.D. // J. Vac.Sci. Technol. 1983, B 1(4), P.1182-1185.
66. Calcagno L., Foti G. // NIM(B), 1991, B 59/60, P.1153-1158.
67. Calcagno L., Сompagnini G., G.Foti // NIM(B), 1992, B 65, P.413-432.
68. Иванов В.С. Радиационная химия полимеров. Ленинград из-во “Химия” , 1988,
320 с.
69.Ryssel H., Haberger K., Kranz H.//J.Vac.Sci.Technol.,1981.V.19(4).p.1358-1362.
70.Vutova K., Mladenov G.//Thin.Solid Films.1991.v.200.p.353-362.
71.Schrempel F., Witthuhn W.//NIM(B).1997.V.132.p.430-438.
72.Aoki Y., Kouchi N., Shibata H. et.al.// NIM(B).1988.V.33.p.799-802.
73. Cleland M.R., Parks L.A., Cheng S.//NIM(B).2003.v.208.p.66-73.
155