Варіанти методів CVD - Фізико-технологічні основи одержання надпровідних плівок для надпровідних ІС

Різноманіття варіантів методу хімічного осадження з газової фази логічно виходить із "класичного" CVD, у якому реакційне середовище формується температурним полем об'єму ссреактора, у якому потік газу-носія забезпечує транспорт прекурсора в приадсобційний прошарок нагрітої до температури термічного розкладання реагенту підкладки. Класичний CVD процесс може проводитися як при нормальному атмосферному, так і при зниженому тиску (low pressure LP CVD). Використаннянизького тиску дозволяє отримувати плівки з високою однорідністю по товщині на підкладках складної форми з розвиненим рельєфом поверхні.

Спрей-піроліз є варіантом класичного CVD, у якому в якості речовини-носія виступає розчинник комплексу прекурсору. Транспорт здійснюється подачею аерозолю розчину на нагріту підкладку. Реакційна зона обмежується паровою подушкою в області підкладки, товщина якої практично збігається з приадсорбційною зоною. Це дозволяє проводити осадження практично в лабораторних умовах під витяжкою. Незважаючи на простоту виконання, метод дозволяє одержувати добрі результати. При проведенні піролітичного осадження велике значення має дисперсність аерозолю. Збільшення дисперсності досягається конструктивними рішеннями розпилю-вальної форсунки, а також застосуванням нових технологічних рішень. Наприклад, використанням ультразвукових диспергаторів (ultrasonic - US CVD).

На відміну від класичних, останнімчасом поширються різноманітні варіанти методу, в яких для покращення умов осадження застосовується активація процессу з допомогою полів різної природи. Таким є зокрема хімічне осадження з газової фази активоване високочастотною плазмою (PA CVD). В ньому високочастотний плазмовий розряд у парах прекурсору дозволяє мінімізувати витрату або практично відмовитися від газу-носія. У зоні розряду, у безпосередній близькості від підкладки, молекули речовини реагенту знаходяться або в збудженому, або в іонізованому стані. Це докорінно змінює картину осадження, не змінюючи її сутності. Вся зона розряду і є предадсорбційной зоною, відповідно до нашого визначення. Високочастотне електромагнітне поле дозволяє цілком зберегти всі переваги класичного методу CVD, додаючи при цьому нові можливості. Наприклад, значно знижуються температурні пороги осадження, поліпшуються параметри епітаксії. Це дозволяє досягти добрих результатів.

Іншим варіантом методу з зовнішньою активацією є хімічне осадження з газової фази активоване лазерним випромінюванням (L CVD). Воно може, у залежності від типу використовуваного лазерного джерела розділятися на резонансне і теплове. При резонансному осадженні використовується близькість робочої частоти лазерного джерела до характеристичних смуг ІЧ - спектрів координаційних сполук. При МО й ОМ осадженні ця ситуація зустрічається досить часто. При тепловому осадженні використовується для переходу в газову фазу і термічного розкладання прекурсорів теплова енергія лазерного випромінювання, поглинута об'ємом газової фази або матеріалом мішені. Предадсорбційною областю є шлях променя лазерного випромінювання в об'ємі газової фази прекурсору. L CVD реалізовані, наскільки нам відомо, у лабораторних умовах і потенціал широкого промислового застосування ще недостатньо розкритий.

Альтернативним є варіант L CVD в об'ємі (LV CVD). Лазерний промінь спрямований на підкладку, поміщену в газове середовище комплексу. Нами отриманий осад Al2O3 [6] на стінках кварцової кювети, у якій була напущена пара ацетилацетонату алюмінію.

Лазерне випромінювання відкриває широкі можливості для активації процессу осадження. Таким, зокрема є варіант L CVD на мішені (LT CVD) [7]. Лазерний промінь спрямований на мішень, на якій нанесений прошарок прекурсору. Нами отриманий відбиток лазерного променя на мішені - підкладці, на яку попередньо був нанесений прошарок бета-дикетонату міді.

Хімічне осадження може відбуватися не лише на нагрітій до відповідної температури підкладки. Воно може відбуватися також на виконанні температурних умов розкладу летких комплексів в об'ємі. Це є основою для хімічного осадження з газової фази у варіанті об'ємної кристалізації (порошко-утворення) [8]. Варіант хімічної кристалізації в о'ємі реалізований нами у вигляді водневого пальника, усередину полум'я якого подавався потік парів комплексу з інертни газом. Піроліз і кристалізація відбувалися безпосередньо в полум'ї. Може розглядатися, як варіант CVD, де в ролі субстрату виступають центри первинної кристалізації. Адсорбційною зоною є область массиву росту речовини. Приадсорбційною зоною є вся зона полум'я, вона ж є і зоною реакції.

Похожие статьи




Варіанти методів CVD - Фізико-технологічні основи одержання надпровідних плівок для надпровідних ІС

Предыдущая | Следующая