ETCHED TRACK MORPHOLOGY IN SiO₂ IRRADIATED WITH SWIFT HEAVY IONS
F.F. Komarov^a, L.A. Vlasukova^a, P.V. Kuchinskyi^a, A.Yu. Didyk^b, V.A. Skuratov^b, and N.A. Voronova^c
aBelarusian State University, Nezavisimosti Ave. 4, 220030 Minsk, Belarus
E-mail: vlasukova@bsu.by
^bLaboratory of Nuclear Reactions, Joint Institute for Nuclear Research, 141980 Dubna, Russia
^cAl-Farabi Kazakh National University, Almaty, Kazakhstan

Received 10 October 2008; accepted 19 March 2009

We examined pore formation in thermally oxidized silicon wafers (SiO₂ / Si) by means of swift heavy ion irradiation followed by chemical etching of latent track zones in SiO₂ matrix. The samples were irradiated with 710 MeV Bi up to the fluences of (1–5)$\cdot$10⁸ and 5$\cdot$10¹⁰ cm^–2. Afterwards the targets were etched in the dilute solutions of hydrofluoric acid for various durations. Scanning electron microscopy was used to probe the processed samples. From the geometric parameters of the pores the etch rate V_t of the tracks and the etch rate V_b of bulk a-SiO₂ were estimated. The etching behaviour and morphology of the etched tracks has been found to change markedly with fluence. Mutual influence of tracks at their higher densities was analysed in terms of radiation-induced modications of material around the ion path. It was shown that the morphology of etched tracks did not change after the annealing at 900 ^$\circ$C for 30 min.

Keywords: swift ion irradiation, silicon dioxide, latent track etching, SEM

ĖSDINTŲ GRIOVELIŲ MORFOLOGIJA GREITAIS SUNKIAISIAIS JONAIS ŠVITINTAME SiO₂
F.F. Komarov^a, L.A. Vlasukova^a, P.V. Kuchinskyi^a, A.Yu. Didyk^b, V.A. Skuratov^b, N.A. Voronova^c
aBaltarusijos valstybinis universitetas, Minskas, Baltarusija
^bJungtinio branduoliniu tyrimu instituto Branduoliniu reakciju laboratorija, Dubna, Rusija
^cAl-Farabi Kazachijos nacionalinis universitetas, Almaty, Kazachija

Tirtas pórų radimasis termiškai oksiduotuose silicio bandiniuose, juos apšvitinus greitais sunkiaisiais jonais ir po to chemiškai ėsdinant liekamųjų trekų sritis SiO₂ matricoje. Pavyzdėliai švitinti 710 MeV Bi (1–5)$\cdot$10⁸ ir 5$\cdot$10¹⁰ cm^–2 srautais. Vėliau jie ėsdinti skiestu vandenilio fluorido tirpalu įvairų laiką. Apdoroti bandiniai tirti skenuojančiu elektroniniu mikroskopu. Pagal geometrinius pórų parametrus įvertinta trekų ėsdinimo sparta V_t bei ištisinio a-SiO₂ ėsdinimo sparta V_b. Nustatyta, kad ėsdinimas ir griovelių morfologija labai priklauso nuo švitinimo srauto. Analizuota trekų, kai jie tankūs, savitarpio įtakos priklausomybė nuo apšvitos indukuotų medžiagos pokyčių aplink jonų takus. Parodyta, kad ėsdintų trekų morfologija nepasikeičia po 30 min trunkančio atkaitinimo 900 ^$\circ$C temperatūroje.