Cтраница 1
![]() |
Схема устройства для реактивного испарения в ионизированных газах. [1] |
Реактивное испарение осуществляется следующим образом. [2]
Реактивное испарение металлов или низших окислов на подложки при средних температурах приводит к образованию аморфных или плохо кристаллизованных пленок, стехиометрический состав которых определяется в значительной степени частотой столкновения компонентов. Однако вследствие различия коэффициентов конденсации состав пленки может не соответствовать соотношению частот столкновения. [3]
При реактивном испарении образование окисной пленки начинается с момента попадания атомов металла и молекул кислорода на поверхность подложки. Одни из них адсорбируются, другие - после кратковременною пребывания на поверхности - отражаются или десорбируются. Отношение числа адсорбированных частиц к полному числу падающих частиц называется коэффициентом конденсации, ас. Для образования окисла адсорбированные атомы металла и молекулы кислорода реагируют друг с другом. Эта реакция является упорядочивающим процессом, в результате которого адсорбированные атомы, диффундирующие по поверхности, закрепляются в потенциальных минимумах, представляющих собой регулярную решетку. Следовательно, процесс роста пленки контролируется скоростью попадания на поверхность атомов металла и молекул кислорода, коэффициентами конденсации и температурой подложки. [4]
![]() |
Зависимость скорости роста пленки от температуры подложки при постоянной скорости испарения Г. [5] |
При реактивном испарении диэлектрических пленок, свойства которых зависят от кристаллической структуры, необходимо поддерживать повышенную температуру подложки, даже если атомы металла при столкновениях не теряют своей кинетической энергии. В этих случаях фактором, который определяет скорость роста пленки, является реакция на поверхности или процесс упорядочивания атомов. Этот процесс является термически активированным в отличие от механизма Риттера для Si2O3 где неактивированная хемосорбция определяет степень внедрения кислорода. Крикрриан [222] наблюдал осаждение пленок, контролируемое поверхностной реакцией. [6]
В табл. 13 приведены примеры окислов металлов, которые были получены методом реактивного испарения, и некоторые свойства этих пленок. Если основной интерес представлял не просто состав пленки, а ее структура, плотность, твердость, оптическое поглощение или диэлектрические постоянные, то температура подложки выбиралась высокой. Хотя существующие исследования относятся главным образом к окислам, однако реактивное испарение может быть использовано и для других классов соединений. В качестве примера можно привести CdS, который при непосредственном испарении дает нестехиометрические, обогащенные кадмием, низкоомные пленки. [7]
Наряду с процессами реактивного распыления для получения пленок заданного состава иногда используют методы реактивного испарения. Существует несколько разновидностей этого метода, например, метод, когда в испарителе происходит реакция синтеза летучего соединения, а на подложке диссоциация этого соединения с образованием пленки переносимого вещества. [8]
На основе методов физического и химического осаждения из паровой фазы разработаны комбинированные методы, такие, как реактивное испарение, реактивное ионное распыление и плазменное осаждение. В последующих разделах рассматриваются основные принципы и характерные особенности различных методов осаждения тонких пленок. [9]
Среди соединений, образуемых в системе испаряемый металл - газ ( N2, C2H2, О2, Н2) при активированном реактивном испарении или реактивном распылении, следует отметить MeN или МеС ( MeTi, Zr, Hf), a - и у - АЬОз, ВеО, TiO2, Y2O3, сульфиды титана, субоксиды ряда металлов. [10]
![]() |
Зависимость скорости нанесения пленок смешанных окислов свинца и теллура от катодного напряжения. [11] |
Аналогичные давления эпитаксии были определены как для реактивного испарения, так и для реактивного распыления. [12]
В табл. 13 приведены примеры окислов металлов, которые были получены методом реактивного испарения, и некоторые свойства этих пленок. Если основной интерес представлял не просто состав пленки, а ее структура, плотность, твердость, оптическое поглощение или диэлектрические постоянные, то температура подложки выбиралась высокой. Хотя существующие исследования относятся главным образом к окислам, однако реактивное испарение может быть использовано и для других классов соединений. В качестве примера можно привести CdS, который при непосредственном испарении дает нестехиометрические, обогащенные кадмием, низкоомные пленки. [13]
Эффективность процесса осаждения испаренных веществ значительно возрастает при повышении реакционной способности частиц пара. Одним из способов повышения реакционной способности является ионизация частиц пара посредством их бомбардировки быстрыми электронами, испускаемыми нагретым источником. Другой способ заключается в том, что ионы одного из взаимодействующих компонентов создают с помощью тлеющего разряда, через который проходят частицы других компонентов. Этот метод, называемый активированным реактивным испарением, успешно применяется для получения пленок смеси оксидов индия и олова ( ITO) и Cu2S с очень хорошими оптическими и электрическими свойствами. [14]
![]() |
Испарение из двух испарителей, обеспечивающее получение пленок с переменным составом. [15] |