Скорость - осаждение - пленка
Cтраница 4
Химические свойства, поверхностный рельеф и температура подложки, химические свойства и концентрация распыляемого раствора и входящих в него компонентов, а также условия процесса пульверизации - все эти параметры оказывают значительное влияние на скорость роста пленки. Скорость роста оксидных пленок может достигать 100 нм / мин, а пленок сульфидов - 50 нм / мин. На рис. 2.5 показана зависимость скорости осаждения пленок CdS от температуры подложки при различных условиях процесса распыления. [46]
 |
Схема измерительной головки прибора [ IMAGE ] з. Схема измерительной голов - ИСТИ-1 ки прибора КСТ-1. [47] |
В измерительном приборе переменные составляющие ионных токов обоих коллекторов усиливаются и вычитаются друг из друга. Полученная разность вновь усиливается, детектируется и подается на стрелочный прибор и цифровой интегратор. Показания стрелочного прибора при этом пропорциональны скорости осаждения пленки, а показания интегратора - ее толщине. [48]
Для проведения процесса испарения вещества в вакууме необходимо иметь испаритель, который содержал бы в себе испаряемое вещество и поддерживал его при температуре, достаточной для получения требуемого давления паров. Скорости осаждения пленок могут меняться от величин, меньших 1 А / с, до величин, больших 1000 А / с, при этом температуры испарения различных материалов различны. Для получения приблизительных оценок рабочих температур испарителей обычно основываются на необходимости иметь установившееся давление паров испаряемого материала порядка 10 - 2 мм рт. ст. для получения используемых скоростей осаждения пленки. Для большинства материалов, представляющих практический интерес, эти температуры превосходят 1000 - 2000 С. Во избежание загрязнения осаждаемых пленок вещество испарителя должно иметь при рабочей температуре незначительную упругость пара и давление диссоциации. Материалами, отвечающими этим требованиям, являются тугоплавкие металлы и окислы. Дальнейший выбор внутри этих категорий осуществляется с учетом вероятности образования сплавов и возможности возникновения реакций между веществом испарителя и испаряемым веществом. Образование сплава часто сопровождается значительным уменьшением температуры плавления, что может привести к быстрому разрушению испарителя. [49]
Перечислим факторы, которые влияют на скорость осаждения, степень однородности, состав и свойства пленок, получаемых методом химического осаждения из паровой фазы. Неодинаковый характер температурной зависимости скорости осаждения при пониженных и повышенных температурах свидетельствует о том, что с изменением температуры подложки степень относительного влияния нескольких процессов, определяющих скорость осаждения пленки, меняется. Следует отметить, что приведенные здесь температурные зависимости скорости осаждения не являются универсальными - при получении пленок других веществ, а также при изменении прочих параметров процесса характер этих зависимостей меняется. На скорость осаждения пленок значительное влияние может оказывать кристаллографическая ориентация подложки [121], как это показано на рис. 2.19, в для случая выращивания пленок GaAs. Наблюдаемые различия в скорости осаждения могут быть связаны с изменением плотности и геометрических параметров областей выхода дислокаций на поверхность подложки, количества и природы поверхностных химических связей, атомного состава различных кристаллографических плоскостей, количества и вида поверхностных дефектов, таких, как ступеньки, изломы, выступы и пустоты. [50]
Помимо испарителя вакуумная система должна быть снабжена многочисленными дополнительными устройствами. К ним относятся: заслонки, держатели подложек, планетарная система ( для равномерного осаждения пленок большой площади), системы регулирования и контроля скорости осаждения и толщины пленок. Дополнительное оборудование должно изготовляться из материалов, совместимых со сверхвысоковакуумной технологией, с учетом их способности к газоотделению и химическому взаимодействию с испаряемыми веществами. Контроль и управление скоростью осаждения пленок обычно осуществляются при помощи кристаллического кварцевого резонатора, ионизационного датчика или соответствующего масс-спектрометра. Ввиду того что вспомогательное оборудование играет важную роль в получении пленок с. Мы настоятельно рекомендуем читателям обращаться к работам [1-4], где данные вопросы рассмотрены более подробно. [51]
Пленки CdO получают на стеклянных подложках посредством пульверизации водных или безводных растворов различных органических и неорганических солей кадмия. Скорость роста пленки зависит от вида подложки, состава растворителя, скорости потока раствора и температуры подложки. Тип соли кадмия и растворителя обусловливают степень кристалличности и преимущественной ориентации зерен пленки. При использовании некоторых видов солей кадмия пленка CdO не образуется. Скорость осаждения пленки может достигать 0 2 мкм / мин. [52]
Механизм разложения алкоксисиланов представляется следующим образом. Ионизированные атомы подаваемого газа ( плазмы) сталкиваются с молекулами алкоксисиланов. При этом происходит частичное отщепление свободных радикалов, которые опять могут реагировать с исходными соединениями и адсорбироваться на поверхности обрабатываемых изделий из стекла или полупроводниковых материалов. Окончательное разложение алкоксисиланов происходит на поверхности изделий. Осаждение же побочных продуктов реакции разложения предотвращают длительной ионной бомбардировкой. Скорость осаждения пленки составляет 100 - 300 нм / ч, а отклонения по толщине пленки на площади 24 мм2 30 нм. Пленки SiO2 аморфны, защищают подложку из кремния от действия паров хлора при 900 - 950 С. [53]
Ранее отмечалось, что наилучшие характеристики имеют элементы, в состав которых входит пленка халькоцита с осью с, перпендикулярной плоскости подложки. Поскольку пленка Cu2S образуется в приповерхностной области CdS, для получения ориентированных пленок необходимы слои CdS с достаточно совершенной структурой. Уменьшение температуры источника испаряемого вещества не оказывает существенного влияния на ток короткого замыкания. При таком способе изготовления элементов наблюдается более слабый гистерезис спектральных характеристик чувствительности, чем в случае осаждения CdS при высокой ( 1050 С) температуре испарителя. В элементах, полученных при повышенной температуре и имеющих тонкий слой Cu2S, при длинах волн 0 5 мкм происходит эффективное собирание носителей из слоя CdS. При низких температурах испарителя образуются слои CdS с более высоким удельным сопротивлением. Сторти и Кулик [78] отмечают, что при увеличении скорости осаждения пленок CdS повышается концентрация доноров, возрастает положительный пространственный заряд ( в темновых условиях) и увеличивается напряженность поля на границе раздела. [54]
Страницы: 1 2 3 4