Моделирование процессов распыления материалов ускоренными ионами существенно упрощает прецизионное формирование микро- и наноструктур методом фокусированного ионного пучка. Метод Монте-Карло является одним из широко распространенных подходов для такого моделирования, и для его корректного применения необходимы данные о поверхностной энергии связи атомов образца. В работе для получения данных о поверхностной энергии связи для карбида кремния экспериментально изготовлены тестовые структуры, представляющие собой прямоугольные области, распыляемые ионами галлия с дозой 10{17} см{-2}. Поперечные сечения областей исследованы методами просвечивающей электронной микроскопии и энергодисперсионного рентгеновского микроанализа. Получено среднее значение концентрации галлия в окрестности ее максимума, равное C[Ga][exp] = 25 ат. %. Это значение и коэффициент распыления Y[exp] = 2,1 использованы для сравнения с помощью R-фактора с результатами вычислений, выполненных в программном пакете SDTrimSP 5.07. Сравнение проведено с применением для вычисления поверхностной энергии связи существующих непрерывной и дискретной моделей, а также предложенной дискретно-непрерывной модели. Наилучшее согласие расчетных и экспериментальных данных достигнуто для дискретно-непрерывной модели, позволившей получить C[Ga] = 30 ат. % и Y = 2,57, а также физически адекватные значения поверхностной энергии связи путем варьирования двух подгоночных параметров. Эффективность дискретно-непрерывной модели обусловлена тем, что в ней учитывается слабое химическое взаимодействие атомов образца и ионного пучка друг с другом, а также образование преципитатов имплантированного галлия в облученном карбиде кремния.

Precise fabrication of micro- and nanostructures is substantially facilitated by performing simulations of material sputtering by accelerated ions. Monte Carlo simulation is one of the most widely used approaches for such calculations and its correct application requires reliable data on the surface binding energy (SBE) of the substrate atoms. In this work, to obtain such data for silicon carbide the test structures of rectangular areas irradiated with the ion dose of 10{17}cm{-2} were experimentally prepared. Their cross sections were studied by transmission electron microscopy and energy-dispersive X-ray microanalysis. The average value of the gallium concentration C[Ga}[exp] = 25 at. % in the vicinity of its maximum was obtained. This quantity together with the known sputtering yield value Y[exp] = 2.1 were quantitatively compared applying the R-factor with the results of simulations performed by the SDTrimSP 5.07 software package. Standard continuous and discrete variation models, as well as the proposed discrete-continuous variation model were employed for calculating SBE. The best agreement between the calculated and experimental data has been achieved for the discrete-continuous model that allowed obtaining C[Ga] = 30 at. % and Y = 2.57, as well as providing physically adequate SBE values by varying two fitting parameters. The efficiency of this model results from consideration of the weak chemical interaction between substrate and ion beam atoms, as well as the formation of precipitates of implanted gallium in irradiated silicon carbide.

Известия высших учебных заведений. Электроника = Proceedings of universities. Electronics: научно-технический журнал. — Москва: МИЭТ, 2022 -. — Электрон. журнал. — Периодичность: 6 раз в год. — Размещен на платформе "eLIBRARY.RU", ООО НЭБ: https://elibrary.ru/. — Доступ по паролю из сети Интернет (чтение). — <URL:https://www.elibrary.ru/title_about_new.asp?id=7821>.

Известия высших учебных заведений. Электроника = Proceedings of universities. Electronics: научно-технический журнал. — Москва: МИЭТ, 2022 -. Т. 27, № 4, 2022. — (11 ст.). — Доступ по паролю из сети Интернет (чтение). — <URL:https://elibrary.ru/contents.asp?id=49396188>.