Cтраница 2
Состав пленок соединений менее чувствителен к положению испарителей и не требует столь строгого контроля потока пара, как в случае пленок сплавов или пленок типа керметов. Причина этого заключается в том, что скорость конденсации соединений зависит не только от отношения давлений составляющих, но и от поверхностной реакции. Таким образом, испарение соединений из двух испарителей аналогично реактивному испарению, в котором рост пленки определяется температурой подложки. Конденсация соединенный из двойных паров анализировалась Гюнтером [247, 248], которым был предложен и разработан экспериментальный метод, известный как метод трех температур. [16]
Окисный слой может выращиваться за счет образования и соединения ионов металла и кислорода на поверхности металла, внутри окисла или на границе раздела окисел - кислород, в зависимости от того, какой ион мигрирует через окисел. В-см 1, в то время как вероятность прохождения может быть увеличена подводом достаточного количества энергии в виде тепла. Таким образом, анодирование в электролите, окисление в плазме и термическое окисление могут быть использованы для ьыращивания на подложке однородных слоев окислов толщиной от 50 А до нескольких тысяч ангстрем. Пленки окислов металлов могут быть также получены реактивным распылением, термическим напылением в вакууме или реактивным испарением металла. [17]
Этот метод более подробно описан в гл. Для осаждения пленок окислов с желаемый стехисметрическиы составом необходимо в вакуумной системе поддерживать прасильноз соотношение между скоростью осаждения и давлением кислорода. Пленки окиси алюминия, полученные при испарении сапфирового стержня электронной бомбардировкой со скоростью осаждения 40 А, с-1 при давлении кислорода около 10 - мм рт. ст. [88], имели е 8 6, что лишь на 3 % ниже величины диэлектрической постоянной массивных образцов. Но в общем метод реактивного испарения ограничен, так как давление кислорода ке может быть поднято наемного выше 1 мм рт. ст., что значительно ниже давления кислорода, создаваемого за счет диссоциации большинства окислов при температуре испарения. [18]
Относительно небольшое число неорганических соединений, сплавов и или смесей испаряются без изменения состава. Обычно составляющие твердого тела или жидкости имеют различные давления паров. В принципе такое изменение состава при переходе в газообразное состояние может быть предсказано из термодинамики. В действительности, однако, для количественного описания сложных процессов, происходящих при испарении, обычно бывает недостаточно основных термохимических данных. По этой причине для определения экспериментальных условий, необходимых для создания пленок желаемого состава, более надежно пользоваться информацией, полученной из опыта. Так как непосредственное испарение в этих случаях не приводит к желаемому результату, были разработаны специальные методы, такие как: реактивное испарение, испарение из двух источников и метод вспышки. Эти методы позволяют контролировать состав пара безотносительно к различию в летучести его составляющих; эти методы являются единственными для приготовления некоторых пленок, представляющих значительный практический интерес. [19]
Кинетика реакций разложения была исследована Рикертом [181] для Ag2S, Ag2Se и Cul, которые использовались как модельные вещества. Процессу испарения предшествует образование молекул В2 в адсорбированном состоянии, атомы же металла диффундируют и образуют зародыши и кристаллиты. Для большинства боридов [182], карбидов и нитридов металлов [151] наблюдается аналогичный механизм. Во всех этих случаях пленка либо не образуется вообще, либо ее состав существенно отличается от состава исходного материала. Среди окислов следует отметить Сг2О3 и Fe2O3, которые переходят в низшие окислы е малой летучестью. При испарении из вольфрамовых лодочек осаждаются пленки низших окислов неопределенного состава. В общем случае пленки низших окислов и с недостатком кислорода могут быть нагревом на воздухе превращены в пленки высших окислов. Однако необходимые для этого температуры часто оказываются слишком высокими для подложки или при таких температурах происходит реакция, в результате которой появляются большие напряжения, пористость или уменьшается адгезия пленок. Поэтому для этих веществ более предпочтительными являются другие методы испарения, такие как реактивное испарение, реактивное распыление или высокочастотное распыление. [20]