Отзыв оппонента Филиппова_БП (1105287)
Текст из файла
ОТЗЫВ ОФИЦИАЛЬНОГО ОППОНЕНТАо диссертации КУПРЕЕНКО СТЕПАНА ЮРЬЕВИЧА«Электронная спектроскопия материалов и микроструктурв сканирующем электронном микроскопе», представленнойнасоисканиеученойстепеникандидатафизикоматематических наук по специальности 01.04.04 – физическаяэлектроникаДиссертацияС.Ю.Купреенкопосвященаисследованиюинформативныхвозможностей электронной спектроскопии вторичных (ВЭ) и обратно рассеянныхэлектронов (ОЭ) в сканирующем электронном микроскопе (СЭМ).
Эмиссионные режимыСЭМ являются одними из наиболее востребованных в практике научных исследований,однако до настоящего времени в большинстве случаев они используются дляисследования микрорельефа поверхности и измерений линейных размеров отдельныхэлементов рельефа. В качестве информативного сигнала используют величину,пропорциональнуюхарактеристикиклассическихтокуВЭилиспектра энергийметодовОЭ,приуказанныхэлектроннойэтомгруппспектроскопии,практическинеиспользуютэлектронов.Для реализациитаких,оже-электроннаякакспектроскопия или рентгенофотоэлектронная спектроскопия, требуется сверхвысокийвакуум (порядка 10-9 мм рт.ст.). Однако, если речь идет об ОЭ, возможно проведениеспектроскопических исследований в вакуумных условиях, реализуемых в обычныхсерийных СЭМ – остаточное давление в камере образцов 10-5 – 10-6 мм рт.ст. В этомслучаеинформативныевозможностиэмиссионныхрежимовСЭМсущественнорасширяются.
Появляется возможность проведения измерения толщин покрытий на новомуровне, более точного управления контрастом изображения, исследования многихэмиссионных процессов, в частности, процессов при зарядке непроводящих образцов. Донастоящего времени информативные возможности спектроскопии ОЭ и ВЭ в СЭМисследованы мало. Этот пробел в значительной мере восполняет работа С.Ю. Купреенко.Учитывая сказанное, считаю диссертацию С.Ю.Купреенко актуальной, а самфакт выполнения данной работы исключительно своевременным.Диссертация С.Ю.
Купреенко имеет традиционное построение: состоит извведения, трех глав, раздела «Основные результаты и выводы», списка публикаций потеме диссертации, включающего 13 ссылок, и списка литературы, содержащего 188источников. Работа изложена на 145 страницах текста.Во введении (стр. 5 - 9) дана общая характеристика работы, обоснованаактуальность темы диссертации, рассмотрена цель и задачи работы, сформулированыположения, выносимые на защиту, рассмотрены научная новизна и практическаязначимость работы.1Первая глава диссертации (стр.
10 - 34) представляет собой обзор литературы,посвященныйкритическому анализу существующихпредставленийопроцессахвторичной электронной эмиссии. В частности, рассмотрены данные по угловымзависимостям интенсивности ВЭ и ОЭ, угловым зависимостям спектров этих группэлектронов.Рассмотреныприменяемыенапрактикесоотношениядляоценкикоэффициентов обратного рассеяния электронов для системы «пленка на подложке».Обсуждаются методы восстановления рельефа поверхности по изображениям в СЭМ. Наосновании анализа современного состояния сделан вывод, что информативныевозможности эмиссионных режимов СЭМ могут быть существенно расширены за счетиспользования спектроскопического подхода.Вторя глава диссертации (стр. 35-79) содержит результаты исследованийинформативных возможностей спектроскопии ОЭ и ВЭ для объектов с высокойэлектропроводностью.
Предложена новая полуэмпирическая формула для расчетаинтегрального коэффициента ОЭ для свободной пленки (соотношение (2.7), стр.37 вместес соотношениями (2.5), стр. 36 и (2.6), стр. 37). На основе этого соотношения сиспользованием закона Виддингтона-Томсона получено полуэмпирическое аналитическоевыражение для энергетического спектра ОЭ (соотношение (2.12), стр. 39). На основаниианализа экспериментальных данных предложены эмпирические формулы для средней инаиболее вероятной энергий ОЭ (соответственно соотношения (2.14) и (2.16) на стр. 42).Для всех предлагаемых соотношений проведено сравнение с экспериментальнымиданными и показано, что предложенные соотношения лучше соответствуют результатамэксперимента, чем использовавшиеся ранее. В второй главе рассмотрен вопрос обоптимизации кольцевых детекторов ОЭ в СЭМ.
Автором предложено изменить шириныколец и угол наклона детектора. Оптимальная конфигурация найдена с использованиемранее предложенных полуэмпирических соотношений для характеристик ОЭ. Полученоуточненное соотношение, описывающее зависимость сигнала детектора от параметров ОЭ(соотношение (2.21), стр. 48).
На основе предложенной конструкции оптимизированногокольцевогодетекторарассмотренвопросоразделениитопографическогоикомпозиционного контрастов изображения в режиме регистрации ОЭ (п. 2.2.3, стр. 52-55).В пп. 2.3 и 2.4 (стр. 55-68) представлены результаты разработки способов определениятолщины пленок на подложке по интегральному сигналу ОЭ и с использованиемэнергетических спектров ОЭ.
В конце главы представлены результаты по трехмернойреконструкции профиля поверхности на основе энергетической фильтрации сигналов ВЭи ОЭ (п.2.5, стр. 69-79).Глава 3 диссертации (стр. 80-127) посвящена использованию методов электроннойспектроскопии для изучения процессов зарядки диэлектрических объектов. Авторотмечает в начале главы (п.3.1, стр. 81-83), что до настоящего времени отсутствует единая2точка зрения на процесс установления равновесного потенциала поверхности облучаемогов СЭМ диэлектрика, велик разброс оценок и экспериментально полученных значенийпотенциала поверхности, нет однозначности в трактовке величины второй критическойэнергии. Для получения дополнительных данных о процессе зарядки, авторомиспользован метод регистрации сдвига положения пика ВЭ, а также разработаны методыизмерения потенциала поверхности с использованием сигнала катодолюминесценции исигналасостандартныхдетекторовОЭ(п.3.2.2.стр.93-101).Совокупностьиспользованных методов позволила регистрировать все значимые характеристикипроцесса зарядки диэлектриков – время установления коэффициента эмиссии, времяустановленияпотенциалаповерхностииеговеличину.Авторомполученыисчерпывающие данные по кинетике зарядки различных диэлектриков (п.3.3.1, стр.
101103). На базе полученных экспериментальных результатов и теоретических оценок былпредложен новый сценарий механизма зарядки диэлектрика при облучении его в вакуумеэлектронами средних энергий (пп. 3.3.2 и 3.4, стр. 104-112). Определяющим в этом случаеявляется вклад термализованных первичных электронов, не захваченных на ловушки вобразце и дающих вклад в эмиссию под действием внутреннего электрического поля вдиэлектрике. В конце главы (п.3.5, стр.
113-127) приведены результаты исследованияпроцесса зарядки предварительно облученных ионами и электронами.В разделе «Основные результаты и выводы» (стр.128) сформулированы основныерезультаты диссертации. Все полученные в диссертации научные результаты являютсяновыми. Среди новых результатов данной диссертации считаю необходимым выделитьследующие:1. Уточненное полуэмпирическое соотношение для коэффициента отражениясвободной плёнки (соотношение (2.7), стр.37 вместе с соотношениями (2.5), стр.
36 и (2.6),стр. 37) и новое полуэмпирическое выражение энергетических спектров ОЭ (соотношение2.12, стр. 39), хорошо коррелирующее с экспериментальными данными.2. Развитие электронно-зондовых методов определения толщин локальныхультратонких плёнок на гладких массивных подложках при детектировании либоинтегральных, либо дифференциальных (по спектрам) сигналов отраженных электроновна основе предложенных соотношений и с учетом аппаратной функции откликадетекторов (п.2.4, стр. 57-68).3. Новый механизм зарядки диэлектрических мишеней при электронном облучениина основе впервые обнаруженного в диссертации эффекта повышения коэффициентавторичной эмиссии за счет ускоренных в двухслойном зарядовом поле облученного вСЭМ диэлектрика термализованных первичных электронов (пп.3.3.2 и 3.4, стр.
104-112).3Достоверность полученных результатов не вызывает сомнений, поскольку ониподтверждены данными экспериментов, выполненных диссертантом, корректнымитеоретическими оценками, сравнением с имеющимися литературными данными.Практическая ценность результатов данной диссертации заключатся в том, чтополученный набор полуэмпирических соотношений для всех важнейших характеристикВЭ и ОЭ существенно облегчит интерпретацию изображений в эмиссионных режимах.Предложенные методы измерения толщин покрытий и трехмерной реконструкции на базеСЭМ найдут применения в электронной технике и нанотехнологиях. В диссертациипредставлен также ряд методических решений (оптимальная конструкция кольцевогодетектора РЭМ, упрощенные способы определения поверхностного потенциала), которыенесомненно найдут широкое применение в практике электронной микроскопии.Авторефератдиссертацииправильноидостаточнополноотражаетеесодержание.Основные результаты диссертации опубликованы.
По материалам диссертацииопубликовано 5 статей в рецензируемых журналах, которые входят в «Перечень ведущихрецензируемых научных журналов и изданий, в которых должны быть опубликованыосновные научные результаты диссертации на соискание ученой степени доктора икандидата наук» (Известия РАН, серия физическая, Приборы и техника эксперимента,Журнал технической физики). Результаты работы неоднократно докладывались наВсероссийских и Международных конференциях.По работе имеются отдельные замечания:1. При описании способа определения толщин пленок на подложке поэнергетическим спектрам ОЭ (глава 2, п.2.4) автор приходит к выводу, что оптимальнымявляется метод определения толщин по амплитудам спектров ОЭ.
Однако в диссертациине приводятся сведения о погрешностях данного метода измерения. Некоторыеобозначения в используемых при обсуждении этого метода формулах не разъяснены, вчастности, величина2.Аналогичноев формуле (2.29) на стр. 68.замечаниеотноситсякизложениюметодатрехмернойреконструкции профиля поверхности с использованием энергетической фильтрациисигнала ОЭ (глава 2, п.2.5). В частности, неясно утверждение, что эмпирическаязависимость (2.32) «сильнее» полученной ранее в литературе (стр.77). Изложение этогораздела выглядит незаконченным: отсутствуют диапазоны реконструкции, погрешностивосстановления.
В этом разделе было бы целесообразно сопоставить полученныерезультаты в тех случаях, где это возможно, с методом 3D-реконструкции по стереопарам.3. В ряде случаев автор использует специальные тестовые структуры (например, впп. 2.2, 2.3 главы 2), но схемы структур не приведены, даны только СЭМ-изображения.Это затрудняет понимание.4Отмеченные недостатки не затрагивают существа защищаемых положений и немогут изменить общей высокой оценки диссертации.ДиссертацияС.Ю.Купреенкосоответствуетспециальности01.04.04–«Физическая электроника». Представленные в диссертации результаты относятся кобласти исследований, предусмотренной пунктом 1 Паспорта специальности 01.04.04:«Эмиссионная электроника, включая процессы на поверхности, определяющие явленияэмиссии, эмиссионную спектроскопию и все виды эмиссии заряженных частиц.» и п.
4«Физические явления в твердотельных микро- и наноструктурах, молекулярныхструктурах и кластерах; проводящих, полупроводниковых и тонких диэлектрическихпленках и покрытиях, содержание работы соответствует отрасли наук «физикоматематические науки».Диссертация С.Ю. Купреенко является законченной научно-квалификационнойработой, содержащей решение актуальной задачи – физическое обоснование методовэлектронной спектроскопии ВЭ и ОЭ в СЭМ, имеющей важное значение для физическойэлектроники.Диссертация С.Ю. Купреенко удовлетворяет требованиям п. 9 «Положения опорядке присуждения ученых степеней», утвержденного постановлением ПравительстваРоссийской Федерации от 24 сентября 2013 г.
Характеристики
Тип файла PDF
PDF-формат наиболее широко используется для просмотра любого типа файлов на любом устройстве. В него можно сохранить документ, таблицы, презентацию, текст, чертежи, вычисления, графики и всё остальное, что можно показать на экране любого устройства. Именно его лучше всего использовать для печати.
Например, если Вам нужно распечатать чертёж из автокада, Вы сохраните чертёж на флешку, но будет ли автокад в пункте печати? А если будет, то нужная версия с нужными библиотеками? Именно для этого и нужен формат PDF - в нём точно будет показано верно вне зависимости от того, в какой программе создали PDF-файл и есть ли нужная программа для его просмотра.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
