Методы получения тонких пленок реферат

by ЕвграфPosted on

Выше анода располагается подложка нарисунке не показана , на которой формируется пленка из материала мишени. Если энергия ионов превышает энергию связи атомовмишени, то происходит ее распыление. Поэтому подложка не нагревается вследствие бомбардировки ее вторичными электронами. В-четвертых, химическая металлизация удобна тем, что размеры металлизируемых деталей практически не ограниченны. Для предотвращения перехода самостоятельного тлеющего разряда в дуговой высоковольтный источник питания должен иметь ограничения по мощности, а мишень интенсивно охлаждаться. В общем случае процесс осаждения пленок при реактивном распылении обусловлен тремя механизмами, действующими параллельно:. Поэтому, чтобы осадить металлическую пленку,подложку следует использовать как катод.

По мере испарениявещества интенсивность потока и диаграмма направленности для большинства типовиспарителей постепенно меняются. В этих условиях последовательная обработканеподвижных подложек приводит к разбросу в значениях параметров пленки впределах партии, обработанной за один вакуумный цикл.

Для повышения воспроизводимостиподложки устанавливаются на вращающийся диск-карусель.

Тонкие пленки, которые нельзя увидеть! Большая Научная Экскурсия

При вращении каруселиподложки поочередно и многократно проходят над испарителем, за счет чегонивелируются условия осаждения для каждой подложки и устраняется влияниевременной нестабильности испарителя. Третьей стадией процесса напыления тонкихпленок является стадия конденсации атомов и молекул вещества на поверхностиподложки. Методы получения тонких пленок реферат стадию условно можно разбить на два этапа: начальный этап — отмомента адсорбции первых атомов молекул на подложку до момента образованиясплошного покрытия, и завершающий этап, на котором происходит гомогенный ростпленки до заданной толщины.

Универсальность определяется тем, что с их помощьюможно осуществлять различные технологические операции: формировать тонкиепленки методы получения тонких пленок реферат поверхности подложки, травить поверхность подложки с целью созданияна ней заданного рисунка интегральной микросхемы, осуществлять очисткуповерхности. К преимуществу ионно-плазменных методов относится высокаяуправляемость процессом; возможность получения пленок тугоплавких материалов, атакже химических соединений и сплавов заданного состава; лучшая адгезия пленокк поверхности и так далее.

Суть методовионно-плазменного напыления тонких пленок заключается в обработке поверхностимишени из нужного вещества ионами и выбивании атомов молекул из мишени.

Энергия ионов при этом составляет величину порядка сотен и тысячэлектрон-вольт. Образующийся атомный поток направляется на подложку, гдепроисходит конденсация вещества и формируется пленка.

Различают ионно-лучевоераспыление, осуществляемое бомбардировкой мишени пучком ускоренных ионов,сформированным в автономном ионном источнике, и собственно ионно-плазменноераспыление, при котором мишень является одним из электродов в газоразряднойкамере и ее бомбардировка осуществляется ионами, образующимися в результатегазового разряда.

Для распыления мишенииспользуются ионы инертных газов обычно аргон высокой чистоты.

Методы получения тонких пленок реферат 7036

Источникомионов служит либо самостоятельный тлеющий разряд, либо плазманесамостоятельного разряда дугового или высокочастотного. В настоящее время впроизводстве применяют различные процессы распыления, отличающиеся: — характером питающегонапряжения постоянное, переменное, высокочастотное ; — способом возбуждения иподдержания разряда автоэлектронная эмиссия, термоэмиссия, магнитное поле,электрическое высокочастотное поле ; — количеством электродовв газоразрядной камере двухэлектродные, трехэлектродные и многоэлектродныесистемы.

Рассмотрим наиболеешироко используемые ионно-плазменные методы получения тонких пленок. Анод заземлен, аотрицательное напряжение к катоду подается через изолятор 5. Чтобы исключитьзагрязнение стеклянного колпака камеры, вблизи катода закрепляют экран 6. Еслиэнергия электронов превышает энергию ионизации молекул рабочего газа, то врезультате столкновения электронов с молекулами газа возникает газовый разряд,то есть образуется газоразрядная плазма.

Для того чтобы электрон мог набратьнеобходимую для ионизации газа энергию, ему требуется обеспечить минимальнонеобходимую длину свободного пробега. Только при методы получения тонких пленок реферат условии электрон,двигаясь без столкновений, способен увеличить свою энергию до нужной величины.

Способы нанесения тонких пленок

Однако, если длина свободногопробега электронов становится сравнимой с расстоянием между катодом и анодом,то основная часть электронов будет пролетать межэлектродное пространство безстолкновений с молекулами рабочего газа. Газоразрядная плазма погаснет. Эти двафактора и определяют нижний и верхний пределы давлений газа в камере.

Образующаяся в результатегазового разряда плазма состоит из электронов, ионов и нейтральных молекулрабочего газа. Ионы под воздействием электрического поля ускоряются ибомбардируют катод-мишень. Если энергия ионов превышает энергию связи атомовмишени, то происходит ее распыление. Кроме выбивания атомов с поверхностимишени, ионы способны выбить из нее вторичные электроны вторичная электронная эмиссия. Эти вторичные электроны ускоряются и ионизируют молекулы рабочего газа;образующиеся при методы получения тонких пленок реферат ионы бомбардируют мишень, вызывая вторичную электроннуюэмиссию, и процесс повторяется.

Таким образом, газовый разряд поддерживает самсебя и поэтому называется самостоятельным тлеющим разрядом. С повышением тока,протекающего через газоразрядную плазму, увеличивается плотность ионного потокаи интенсивность распыления мишени. При некоторой плотности потока, зависящей отусловий охлаждения мишени, начинает проявляться термоэлектронная эмиссия. Ток вразряде возрастает, а сам разряд становится несамостоятельным, приобретаяхарактер дугового разряда.

Для предотвращенияперехода самостоятельного тлеющего разряда в дуговой высоковольтный источникпитания должен иметь ограничения по мощности, а мишень интенсивно охлаждаться. Для описания процессовкатодного распыления мишени используют модели, основанные на двух механизмах.

Второй механизм состоит в передаче импульса падающего иона атомам решеткиматериала мишени, которые, в свою очередь, могут передать импульс другим атомамрешетки, вызвав тем самым каскад столкновений модель столкновений. Коэффициент распыления зависит от энергии ионов Еи, его массы родарабочего газаматериала мишени и в некоторой степени от ее температуры исостояния поверхности, угла бомбардировки, давления газа при условии, чтодавление не выходит за пределы, при которых газоразрядная плазма гаснет.

Однако, как ужеотмечалось ранее, понижение давления приводит к тому, что при большой длинесвободного пробега электронов вероятность их столкновения с атомами рабочегогаза становится ничтожно малой, и газовый разряд гаснет.

Поэтому дляподдержания разряда в камере и методы получения тонких пленок реферат распыления мишени при низкихдавлениях необходимы специальные меры. Одним из вариантов решенияпроблемы является применение трехэлектродной системы распыления, изображеннойна рис.

Войны некромантов андрей дашков рецензия79 %
Субъекты хозяйственных отношений реферат30 %
Личные права и свободы гражданина реферат69 %

Цифрами на рисунке обозначены: 1 — термокатод; 2 — анод; 3 — мишень;4 — подложка; 5 — подложкодержатель. Таким образом, в данной системе имеютсятри независимо управляемых электрода: термокатод, анод и распыляемая мишень,потенциал которой относительно термокатода составляет несколько киловольт.

Трехэлектроднаясистема распыления По достижении в камеревакуума порядка Па термокатод разогревают и в камеру черезнатекатель подают инертный газ при давлении 0,05 — 1 Па. В результатетермоэлектронной эмиссии с катода будут интенсивно испускаться электроны,ускоряющиеся вертикальным электрическим полем.

При напряжении междутермокатодом и анодом порядка В возникает несамостоятельный газовый разряд,при этом разрядный ток достигает нескольких ампер. Мишень, имеющаяотрицательный потенциал относительно катода, оттягивает на себя значительнуючасть ионов, образующихся в газовом разряде, и ускоряет. В результатебомбардировки мишени ионами происходит ее распыление, и распыленные атомыосаждаются на подложке, формируя тонкую пленку. Такие трехэлектродные системы,в которых электрические цепи разряда и распыления разделены и управляютсянезависимо друг от друга, обеспечивают гибкость управления процессом.

Скоростьосаждения составляет единицы нанометров в секунду, что в несколько разпревышает аналогичный показатель для двухэлектродной схемы катодногораспыления. Дальнейшее развитиетрехэлектродных систем распыления привело к использованию автономных методы получения тонких пленок реферат. Часть ионов поступает через отверстия в камеруосаждения, ускоряется и распыляет мишень.

Такая конструкция позволяет увеличитьскорость распыления мишени и повысить чистоту осаждаемых на подложке пленок. Это позволяет распылять мишени только изэлектропроводящих или полупроводниковых материалов. Если мишень выполнена издиэлектрика, то при ее бомбардировке положительно заряженными ионами на нейочень быстро будет накапливаться положительный заряд. Этот заряд создастэлектрическое поле, которое будет тормозить бомбардирующие мишень ионы.

Распыление мишени очень быстро прекратится. Для распылениядиэлектрической мишени необходимо между анодом и катодом-мишенью подаватьпеременное напряжение. В этом случае мишень поочередно будет обрабатыватьсяпотоками электронов и положительно заряженных ионов. При отрицательномпотенциале на мишени будет методы получения тонких пленок реферат ее распыление ионами, а приположительном потенциале — нейтрализация заряда потоком электронов.

Это впринципе позволяет распылять мишени из диэлектрических материалов, однакоэффективность такого метода распыления будет невысокой.

Это означает, что только тонкий поверхностный слой материала подвержен воздействию излучения в то время, как оставшаяся часть мишени остается незатронутой. Лазерное напыление — уникальный технологический процесс, позволяющий наносить на поверхность деталей обладающие специальными свойствами материалы металлы, карбиды и т. Лабораторный практикум.

Эффективность распыленияможно значительно повысить, если между анодом и катодом-мишенью податьпеременное напряжение частотой порядка 10 МГц обычно используют частоту 13,56МГц, разрешенную для технологических установок, работающих в этом частотномдиапазоне.

Повышение эффективности при высокочастотном распылении объясняетсяследующим образом. Высокая скорость распыления достигается увеличением плотности ионного тока за счет локализации плазмы у распыляемой поверхности мишени с помощью сильного поперечного магнитного поля. Химические методы. В качестве подложки, которая является катодом, используют проводящие методы получения тонких пленок реферат.

Химическое осаждение основано на восстановлении металлов из водных растворов без приложения электрического поля. При этом сначала на подложку вакуумным методом наносится пленка исходного материала, которая затем подвергается локальному анодированию, что позволяет создать высококачествен.

Файловый архив студентов. Логин: Пароль: Забыли пароль? Email: Логин: Пароль: Принимаю пользовательское соглашение. Эффекты разогрева электронного газа. Горячие носители заряда в гетероструктурах с селективным легированием. Транзисторы с инжекцией горячих электронов и на горячих электронах.

[TRANSLIT]

Горячие электроны в резистивном состоянии тонких пленок сверхпроводников. Работы методы получения тонких пленок реферат архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т. Рекомендуем скачать работу и оценить ее, кликнув по соответствующей звездочке. Главная База знаний "Allbest" Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника Методы получения тонких пленок - подобные работы.

Методы получения тонких пленок Рассмотрение физических термовакуумное напыление, катодное, трехэлектродное, высокочастотное, реактивное, магнетронное, лазерное распыление и химических жидкофазная, газофазная МОС-гидридная эпитаксия вакуумных методов получения тонких пленок. Установки катодного распыления, триодная схема. Исследование свойств многослойных нанокомпозитных сегнетоэлектрических пленок в диапазоне СВЧ. Анализ свойств, методов получения и применение сегнетоэлектрических тонких пленок.

Резистивные пленки молибдена. Установка вакуумного напыления. Зависимости давления насыщенного пара от температуры для всех веществ, используемых для напыления тонких пленок, представлены в различных справочниках в форме подробных таблиц или графиков. Вторая стадия процесса напыления тонких пленок — перенос молекул вещества от испарителя к подложке.

Методы получения тонких пленок

Если обеспечить прямолинейное и направленное движение молекул к подложке, то можно получить высокий коэффициент использования материала, что особенно важно при осаждении дорогостоящих материалов.

При прочих равных условиях это повышает также и скорость роста пленки на подложке. По мере испарения вещества пленок потока и диаграмма направленности для большинства типов испарителей постепенно меняются.

В этих условиях последовательная обработка неподвижных подложек приводит к разбросу в значениях параметров реферат в пределах партии, обработанной за один вакуумный цикл. Для повышения воспроизводимости подложки методы получения на вращающийся диск-карусель. При вращении карусели подложки поочередно и многократно проходят над испарителем, за счет чего нивелируются условия осаждения для каждой подложки и устраняется влияние временной нестабильности испарителя.

Третьей стадией процесса напыления тонких пленок является стадия конденсации атомов и молекул вещества на поверхности подложки. Эту стадию условно можно разбить на два этапа: начальный этап — от момента адсорбции первых атомов молекул на подложку до момента образования сплошного покрытия, и завершающий этап, на котором происходит гомогенный рост пленки до заданной толщины.

Ионно-плазменные методы получили широкое распространение в технологии электронных средств благодаря своей универсальности и ряду преимуществ по сравнению с другими технологическими методами. Универсальность определяется тем, что с их помощью можно осуществлять различные технологические операции: формировать тонкие пленки на поверхности подложки, травить поверхность подложки с целью создания на ней заданного рисунка интегральной микросхемы, осуществлять очистку поверхности.

К преимуществу ионно-плазменных методов относится высокая управляемость процессом; возможность получения пленок тугоплавких материалов, а также химических соединений и сплавов заданного состава; лучшая адгезия пленок реферат поверхности и так тонких.

Суть методов ионно-плазменного напыления тонких пленок заключается в обработке поверхности мишени из нужного вещества ионами и выбивании атомов молекул из мишени. Энергия ионов при этом составляет величину порядка сотен и тысяч электрон-вольт. Образующийся атомный поток направляется на подложку, где происходит конденсация вещества и формируется пленка.

[TRANSLIT]

Различают ионно-лучевое распыление, осуществляемое бомбардировкой мишени пучком ускоренных ионов, сформированным в автономном ионном источнике, и собственно ионно-плазменное распыление, при котором мишень является одним из электродов в газоразрядной камере и ее бомбардировка осуществляется ионами, образующимися в результате газового разряда.

Для распыления мишени используются ионы инертных газов обычно аргон высокой чистоты. Источником ионов служит либо самостоятельный тлеющий разряд, либо плазма несамостоятельного разряда дугового или высокочастотного.

В настоящее время в производстве применяют различные процессы распыления, отличающиеся:. Конструкция установки для катодного распыления, изображенной на рис.

Реферат - Методы получения тонких пленок - файл 1.doc

Анод заземлен, а отрицательное напряжение к катоду подается через изолятор 5. Чтобы исключить загрязнение стеклянного колпака камеры, вблизи катода закрепляют методы получения 6. Электрическое поле, существующее между катодом и анодом, ускоряет электроны, образующиеся в межэлектродном пространстве в результате фотоэмиссии из катода, автоэлектронной полевой эмиссии, воздействия космического излучения или других причин.

Если энергия электронов превышает энергию ионизации молекул рабочего газа, то в результате столкновения электронов с молекулами газа возникает газовый разряд, то есть образуется газоразрядная реферат. Для того чтобы электрон мог набрать необходимую для ионизации газа энергию, ему требуется обеспечить минимально необходимую длину свободного пробега. Только при этом условии электрон, двигаясь без столкновений, способен увеличить свою энергию до нужной величины. Однако, если длина свободного пробега электронов становится сравнимой с расстоянием между катодом и анодом, то основная часть электронов будет пролетать межэлектродное пространство без столкновений с молекулами рабочего газа.

Газоразрядная плазма погаснет. Эти два фактора и определяют нижний и верхний пределы давлений газа в камере. Образующаяся в результате газового разряда плазма состоит из электронов, ионов и нейтральных молекул рабочего газа.

Ионы под воздействием электрического поля ускоряются и тонких пленок катод-мишень. Если энергия ионов превышает энергию связи атомов мишени, то происходит ее распыление. Кроме выбивания атомов с поверхности мишени, ионы способны выбить из нее вторичные электроны вторичная электронная эмиссия.

Эти вторичные электроны ускоряются и ионизируют молекулы рабочего газа; образующиеся при этом ионы бомбардируют мишень, вызывая вторичную электронную эмиссию, и процесс повторяется. Таким образом, газовый разряд реферат сам себя и поэтому называется самостоятельным тлеющим разрядом.

С повышением тока, протекающего через газоразрядную плазму, увеличивается плотность ионного потока и интенсивность распыления мишени. При некоторой плотности потока, зависящей от условий охлаждения мишени, начинает проявляться термоэлектронная эмиссия. Ток в разряде возрастает, а сам разряд становится несамостоятельным, приобретая характер дугового разряда. Для предотвращения перехода самостоятельного тлеющего разряда в дуговой высоковольтный источник питания должен иметь ограничения по мощности, а мишень интенсивно охлаждаться.

Для описания процессов катодного распыления мишени используют модели, основанные на двух механизмах. Согласно первому механизму распыленные атомы возникают в результате сильного локального разогрева поверхности мишени самим падающим ионом модель "горячего пятна" или быстрой вторичной частицей модель "теплового клина".

Второй механизм состоит в передаче импульса падающего иона атомам решетки материала мишени, которые, в свою очередь, могут передать импульс другим атомам решетки, вызвав тем самым каскад столкновений модель столкновений.

Основной характеристикой эффективности процесса распыления является коэффициент распыления К ропределяемый отношением количества выбитых атомов N ат к количеству бомбардирующих мишень ионов N ион :. По существу коэффициент распыления представляет собой среднее число атомов мишени, методы получения тонких пленок реферат одним ионом.

Трехэлектродная система распыления По достижении в камере вакуума порядка10 -4 Па термокатод разогревают и в камеру через натекатель подают инертный газ при давлении 0,05 - 1 Па. По функциональному назначению такие покрытия связаны практически со всеми разделами физики: механикой, электричеством, магнетизмом, оптикой, а в качестве материалов для них используется большинство элементов Периодической системы. Дальнейшее развитиетрехэлектродных систем распыления привело к использованию автономных ионныхисточников. Рассмотрим наиболее широко используемые ионно-плазменные методы получения тонких пленок. Принцип действия запоминающих устройств на магнитных сердечниках.

Коэффициент распыления зависит от энергии методы получения тонких пленок реферат Е иего массы рода рабочего газаматериала мишени и в некоторой степени от ее температуры и состояния поверхности, угла бомбардировки, давления газа при условии, что давление не выходит за пределы, при которых газоразрядная плазма гаснет. Для повышения чистоты получаемой на подложке пленки процесс ионно-плазменного распыления необходимо проводить при как можно меньшем давлении рабочего газа.

Однако, как уже отмечалось ранее, понижение давления приводит к тому, что при большой длине свободного пробега электронов вероятность их столкновения с атомами рабочего газа становится ничтожно малой, и газовый разряд гаснет.

Поэтому для поддержания разряда в камере и обеспечения методы получения тонких пленок реферат мишени при низких давлениях необходимы специальные меры. Одним из вариантов решения проблемы является применение трехэлектродной системы распыления, изображенной на рис. Цифрами на рисунке обозначены: 1 — термокатод; 2 — анод; 3 — мишень; 4 — подложка; 5 — подложкодержатель. Таким образом, в данной системе имеются три независимо управляемых электрода: термокатод, анод и распыляемая мишень, потенциал которой относительно термокатода составляет несколько киловольт.

По достижении в камере вакуума порядка10 -4 Па термокатод разогревают и в камеру через натекатель подают инертный газ при давлении 0,05 - 1 Па. В результате термоэлектронной эмиссии с рефераты по политологии будут интенсивно испускаться электроны, ускоряющиеся вертикальным электрическим полем.

При напряжении между термокатодом и анодом порядка В возникает несамостоятельный газовый разряд, при этом разрядный ток достигает нескольких ампер. Мишень, имеющая отрицательный потенциал относительно катода, оттягивает на себя значительную часть ионов, образующихся в газовом разряде, и ускоряет. В результате бомбардировки мишени ионами происходит ее распыление, и распыленные атомы осаждаются на подложке, формируя тонкую пленку.

Такие трехэлектродные системы, в которых электрические цепи разряда и распыления разделены и управляются независимо друг от друга, обеспечивают гибкость управления процессом.

Скорость осаждения составляет единицы нанометров в секунду, что в несколько раз превышает аналогичный показатель для двухэлектродной схемы катодного распыления. Дальнейшее развитие трехэлектродных систем распыления привело к использованию автономных ионных источников. Часть ионов поступает через отверстия в камеру осаждения, ускоряется и распыляет мишень.

Такая конструкция позволяет увеличить скорость распыления мишени и повысить чистоту осаждаемых на подложке пленок. Рассмотренные выше методы получения тонких пленок используют постоянные напряжения, прикладываемые к электродам системы распыления мишени.

Это позволяет распылять мишени только из электропроводящих или полупроводниковых материалов. Если мишень выполнена из диэлектрика, то при ее бомбардировке положительно заряженными ионами на ней очень быстро будет накапливаться положительный заряд.

Методы получения тонких пленок реферат 1874

Этот заряд создаст электрическое поле, которое будет тормозить бомбардирующие мишень ионы. Распыление мишени очень быстро прекратится. Для распыления диэлектрической мишени необходимо между анодом и катодом-мишенью подавать переменное напряжение.