Процесс - ионное распыление
Cтраница 1
 |
Скорость распыления различных материалов ионами аргона с энергией 500 эВ при плотности тока 1 мА / см2. [1] |
Процессы ионного распыления, несмотря на их большую энергоемкость, обеспечивают получение наиболее прочных пленок многокомпонентных материалов любого вида. В течение ряда лет было разработано большое количество вариантов систем ионного распыления, которые отличаются конфигурацией катода, а также способами генерации и переноса ионов. Рассматриваемые ниже методы представляют особый интерес, поскольку с их помощью можно получать материалы для тонкопленочных солнечных элементов. [2]
Процесс ионного распыления соединений, таких, например, как окислы, несомненно более сложен, чем распыление мишеней из простых веществ - химических элементов. Передача импульса от падающего иона эмиттируемому атому посредством нескольких атомных столкновений является интенсивным процессом. Энергия, которая при этом передается, может, несомненно, превышать энергию химической связи, типичная величина которой порядка нескольких электрон-вольт. В результате возможен разрыв многих связей. [3]
К процессам ионного распыления относится: а) катодное ( диодная система); б) ионно-плазменное ( триодная система); в) с помощью сфокусированных ионных пучков; г) магнетронное. [4]
В процессе ионного распыления легко осуществлять точное регулирование скорости осаждения пленки, так как количество выбиваемых частиц пропорционально числу падающих ионов. Однако, поскольку коэффициенты распыления малы и ионные токи ограничены, скорость осаждения при ионном распылении всегда на один или два порядка величины ниже, чем при термическом испарении, проводимом в обычных условиях. [6]
Физические основы процесса ионного распыления рассмотрены в гл. [7]
 |
Тлеющий разряд и распределение потенциала напряжения в его областях. [8] |
Существует ряд теорий процесса ионного распыления. Наиболее вероятной является теория, объясняющая процесс катодного распыления с позиции импульсного механизма. Согласно этой теории положительный ион, ударясь о поверхность катода ( мишень), проникает в него на некоторую глубину. При этом ион смещает отдельные атомы решетки, постепенно теряя энергию и переходя в состояние покоя. Некоторые из смещенных атомов диффундируют к поверхности катода и отрываются от нее. Помимо этого, часть смещенных атомов, приобретая достаточную энергию, производит дополнительное смещение соседних, что существенно увеличивает эффективность распыления. [9]
С точки зрения теории процессов ионного распыления исследования углового распределения эмиттированных частиц, выполненные на поликристаллическом материале, значительно менее интересны, чем подобные исследования на монокристаллах. [10]
Большой прогресс в понимании основ процесса ионного распыления обязан исследованиям трехэлектродных систем, в которых плазма образуется в виде положительного столба разряда, создаваемого независимо между термоэлектронным катодом и анодом. Ионное распыление происходит при введении в плазму в качестве отдельного отрицательного электрода мишени. [11]
Коэффициент распыления, определяемый как отношение числа выбитых атомов к числу ионов, падающих на мишень, является наиболее важным параметром, характеризующим процесс ионного распыления. Первостепенная задача каждой теории ионного распыления состоит в том, чтобы, не используя дополнительных подгоночных параметров, вычислять коэффициенты распыления на основании данных, характеризующих материал мишени и бомбардирующие ионы. Существует много способов экспериментального определения коэффициентов распыления. К ним относятся способ радиоактивных индикаторов, спектроскопические способы, способы, основанные на изменении резонансной частоты кварцевого кристалла, используемого либо в качестве мишени, либо в качестве подложки, и на изменении электрического сопротивления или работы выхода ( термоэлектронной эмиссии) материала мишени. Во всех способах калибровка осуществляется по непосредственному взвешиванию мишени. [12]
Аналогично в элементах со структурой ITO - p - CdTe i [22] истинный переход располагается внутри кристалла CdTe, а не на границе раздела ITO - CdTe, поскольку в процессе ионного распыления образуется слой CdTe я-типа проводимости. [13]
А / см2) и соответственно высокие скорости осаждения - ( - 10 нм / с) могут быть получены только в специальных системах ионного распыления, таких, как магнетронные системы. Заметим, что процесс ионного распыления является низкоэффективным с энергетической точки зрения, поскольку основная часть потребляемой энергии превращается в тепло, что приводит к снижению скорости осаждения пленки. [14]
Во втором варианте ионный источник служит для получения ионов Аг, которые бомбардируют находящуюся в вакууме мишень, после чего распыленные частицы вещества осаждаются на подложке. В течение последнего десятилетия оба способа были значительно усовершенствованы, и теперь они являются общепринятыми, хотя и дорогостоящими методами, позволяющими использовать преимущества процесса ионного распыления я процесса осаждения пленок в условиях вакуума. [15]
Страницы: 1 2