Механизмы образования пленок - Механизмы образования и свойства поверхности, созданной при помощи электронно-лучевого испарения

Создание пленок термическим методом, молекулярно-лучевой эпитаксией в вакууме или магнетронным, ионным в газовых средах происходит в следующей последовательности:

    1. Атомы или молекулы переходят из конденсированного состояния в парообразное. 2. Пары вещества переносятся до подложки. 3. Атомы или молекулы конденсируются на поверхности подложки и образуют адатомы. 4. Образуются зародыши, происходит их рост, либо пленка растет послойно.

Во время первого этапа происходит переход атомов или молекул из конденсированного вещества в парообразное состояние. В основе этого процесса лежит два физических явления: парообразование и выбивание атомов из вещества высокоэнергетическими частицами

Рассмотрим первый процесс. Если парообразование идет из жидкой фазы, то это испарение, если из твердой фазы, минуя жидкую, то сублимация. После образования паров вещества мишени происходит их перенос от испарителя к поверхности подложки. В ходе переноса паров может произойти их взаимодействие с остаточной атмосферой вакуумной камеры, поэтому необходимо уменьшить давление паров до 10-3-10-7 Па, для достижения необходимой чистоты пленки.

После того, как атомы достигли поверхности подложки они могут адсорбироваться, отразиться от нее, либо через какое-то время испариться. Так как атомы обладают определенной энергией, то при конденсации на поверхности они интенсивно мигрируют, теряя энергию, пока не произойдет адсорбция с образованием адатомов. В результате происходит формирование скоплений, но при условии, что поток осаждаемых атомов больше потока реиспаряющихся атомов. Эти скопления могут разрастись до зародышей, либо может произойти послойный рост пленки.

Описание роста пленок представлено тремя типами: 1) зародышевый механизм роста пленок по модели Фольмера-Хирса-Паунда; 2) послойный механизм роста пленок по модели Косселя-Странского-Каишева; 3) спиральный (или дислокационный) механизм роста пленок по модели Бартона-Кабреры-Франка.

Похожие статьи




Механизмы образования пленок - Механизмы образования и свойства поверхности, созданной при помощи электронно-лучевого испарения

Предыдущая | Следующая