name: Плазменные процессы роста и травления нитридных материалов
keyword_list: плазмохимическое травление слабоионизованная плазма нанотрубки
abstract: Впервые было показано, что при плазмохимическом травлении нитрида кремния основными реагентами в разряде в смеси NF3/O2, являются атомарный фтор и окись азота. Последняя селективно ускоряет травление Si3N4 только в присутствии атомарного фтора. 
  Был проведен квантовохимический расчет и разработан механизм травления Si3N4, включающий цепочку последовательных химических реакций в слабоионизованной плазме. Предложенная аналитическая модель количественно описывает зависимость скорости травления нитрида кремния от потоков атомарного фтора и окиси азота на поверхность. Было проведено аналогичное квантово-химическое моделирование реакций HF, Cl, H, Br и FNO с поверхностной связью F-N и показано, что эти реагенты также ускоряют миграцию атома фтора с F-N связи на соседний атом Si фторированной поверхности нитрида кремния. В диссертации впервые экспериментально показано, что селективность травления нитрида кремния достигает максимума вблизи точки, где концентрация атомарного фтора равна концентрации молекулярного водорода ([F]≈[H2]), и что концентрация колебательно-возбужденных молекул HF(v) имеет максимальное значение вблизи той же точки [F]≈[H2].  Разработана аналитическая модель и определен механизм травления Si3N4 и SiO2 удаленной плазмой в газовом разряде в смеси NF3/O2/N2/H2. Показано, что основными реагентами для травления как SiO2, так и Si3N4 являются атомы фтора и молекулы HF в основном и колебательно-возбужденном состоянии. При этом невозбужденная молекула HF может травить рассматриваемые поверхности только в присутствии молекул Н2О, выступающих в роли катализатора. На основании моделирования и экспериментальных данных, впервые было показано, что молекулы HF(v) в колебательно-возбуждённом состоянии способны избирательно активировать травление нитрида кремния, не реагируя с оксидом кремния, что приводит к высокой селективности травления Si3N4/SiO2. Также впервые был продемонстрирован изотопный эффект при замене водорода на дейтерий в реактивном ионном травлении. Был предложен механизм фиксации молекулярного азота и образования B-N молекул на начальной стадии роста нанотрубок нитрида бора, при котором азот диссоциативно адсорбируется на малых кластерах бора при температурах ниже температуры конденсации бора. Было показано, что процесс фиксации молекулярного азота – лимитирующая стадия, от которой зависит потребление бора в B/N2 смеси. При увеличении давления и одновременном снижении скорости охлаждения газа потребление бора увеличивается, что создает благоприятные условия для синтеза нанотрубок.
chairman_dissertation_council.name: Владимир
chairman_dissertation_council.surname: Рожанский
chairman_dissertation_council.patronymic: Александрович
chairman_dissertation_council.position: Профессор
chairman_dissertation_council.degree: Доктор физико-математических наук
chairman_dissertation_council.rank: Профессор
chairman_dissertation_council.wos_research_id: Q-9759-2016
chairman_dissertation_council.scopus_author_id: 7003497152
chairman_dissertation_council.orcid: 0000-0003-0723-622X
chairman_dissertation_council.territory: РОССИЯ
organization_supervisor.name: Юрий
organization_supervisor.surname: Клочков
organization_supervisor.patronymic: Сергеевич
organization_supervisor.position: •	Начальник управления академического развития
organization_supervisor.territory: РОССИЯ
rubrics.code: 29.27.51
rubrics.name: Применение плазмы
rubrics.code: 29.27.43
rubrics.name: Газовый разряд
oecds.code: 01.03.UF
oecds.name: PHYSICS, FLUIDS & PLASMAS
speciality_codes.name: Физика плазмы
speciality_codes.code: 01.04.08
supervisors.fio: Смирнов А. С.
supervisors.scientific_degree: Доктор физико-математических наук
supervisors.speciality_code: Физика плазмы
supervisors.responsible_type: Научный руководитель
opponents.fio: Тимофеев Н. А.
opponents.scientific_degree: Доктор физико-математических наук
opponents.speciality_code: Оптика
opponents.responsible_type: Оппонент
opponents.fio: Швейгерт И. В.
opponents.scientific_degree: Доктор физико-математических наук
opponents.speciality_code: Механика жидкости, газа и плазмы
opponents.responsible_type: Оппонент
protection_organization.short_name: ФГАОУ ВО СПБПУ,СПБПУ,ФГАОУ ВО "СПБПУ", САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ПЕТРА ВЕЛИКОГО
protection_organization.name: ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ АВТОНОМНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ "САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ПЕТРА ВЕЛИКОГО"
protection_organization.ogrn: 1027802505279
protection_organization.supervisor_name: АНДРЕЙ
protection_organization.supervisor_surname: РУДСКОЙ
protection_organization.supervisor_patronymic: ИВАНОВИЧ
protection_organization.organization_type: Организация
protection_organization.okogu: Министерство науки и высшего образования Российской Федерации
protection_organization.okopf: Федеральные государственные автономные учреждения
author_organization.short_name: ФГАОУ ВО СПБПУ,СПБПУ,ФГАОУ ВО "СПБПУ", САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ПЕТРА ВЕЛИКОГО
author_organization.name: ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ АВТОНОМНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ "САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ПЕТРА ВЕЛИКОГО"
author_organization.ogrn: 1027802505279
author_organization.supervisor_name: АНДРЕЙ
author_organization.supervisor_surname: РУДСКОЙ
author_organization.supervisor_patronymic: ИВАНОВИЧ
author_organization.organization_type: Организация
author_organization.okogu: Министерство науки и высшего образования Российской Федерации
author_organization.okopf: Федеральные государственные автономные учреждения