Механізми формування тонких плівок, отриманих різними методами іонно-плазмового осаджування
Фізико-технологічні параметри процесу формування тонких плівок шляхом термоіонного і реакційного термоіонного осаджування, різних модифікацій магнетронного розпилення та методами активованого плазмою хімічного осадження і лазерного випаровування.
| Рубрика | Физика и энергетика |
| Вид | автореферат |
| Язык | украинский |
| Дата добавления | 22.04.2014 |
| Размер файла | 70,9 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Обнаружено, что в составе частиц, генерированных при реакционном магнетронном распылении металлов (Ti) или сплавов (W-Ti) в смеси Ar-N2, наряду с атомами металлов присутствуют молекулы нитридов, концентрация которых возрастает с увеличением парциального давления азота и достигает нескольких десятков процентов (~13-17% TiN, 30-35% WN). МР соединений (ВN, AlN, TiN) в среде аргона происходит преимущественно в молекулярном виде. Показано, что независимо от метода осаждения присутствие молекул на поверхности роста уменьшает влияние технологических факторов на состав пленок и требует более высокой температуры подложки для получения их с более совершенной структурой.
Установлено, что механизм формирования состава пленок при ИЛИ сплавов аналогичен таковому при обычных методах испарения. Для получения пленок с составом, соответствующим исходному, его компоненты должны обладать близкими температурами плавления и испарения, и теплопроводностью.
Механизмы формирования состава пленок при ИЛИ соединений более сложны и зависят от свойств соединения (температуры плавления, возможности его молекулярного испарения). Состав пленок близок к исходному при испарении соединений со слабой диссоциацией (CrSi2, WSi2, TiSi2, TaSi2, SiC, TiC, LaB6, BN), легкоплавких соединений (CdSe).
На примере ИЛИ металлов показано, что необходимым условием для получения пленок с минимальным количеством макродефектов (что эквивалентно условию получения максимальной доли пара в продуктах разрушения материала лазерным излучением) является минимальная разность между температурами плавления и испарения и минимальная теплопроводность металла.
Кристаллическая структура лазерных конденсатов в среднем менее совершенна, чем у пленок, осажденных при той же температуре подложки другими методами. Это обусловлено высокой неоднородностью состава пленкообразующих частиц и их широким энергетическим распределением. Оба эти фактора являются следствием крайне неравновесных процессов, развивающихся при воздействии импульса ОКГ большой плотности мощности на вещество.
Полученные результаты позволяют предсказывать свойства пленки в зависимости от метода осаждения; получать пленки разнообразных материалов с управляемыми свойствами на основании научно обоснованно выбранных метода осаждения и физико-технологических параметров.
Ключевые слова: термоионное и реакционное термоионное осаждение, реакционное магнетронное распыление, активированное плазмой химическое осаждение, лазерное испарение, ионная бомбардировка, состав, структура, пленкообразующие частицы.
Shaginyan, L.R. Formation Mechanisms of Thin Films Obtained by Different Types of Ion-Plasmous Deposition. - Manuscript.
Thesis for a doctor's degree by speciality 01.04.07 - Solid State Physics. - Frantsevich Institute for Problems of Materials Science, National Academy of Science of Ukraine, Kyiv, 2001.
The dissertation is devoted to the investigation of general mechanisms and revealing of basic physical factors influencing on the formation of composition and structure of thin films produced by: ion and reactive ion plating, various modifications of magnetron sputtering, plasma activated CVD and pulsed laser deposition. It is established that the form of film-forming particles (atoms, atomic clusters, molecules) and the energy of species impinging the condensation surface are the universal factors determining film composition and structure independently the deposition technique. These factors are defined by the deposition method and depend on physics-technological parameters of deposition process. It is shown that if the film-forming flux consists of mixture of atoms and molecules and/or the growth surface is subjected to non-controllable bombardment by energetic particles, than the fabrication of the film with high quality structure and appropriate composition is hindered and the deposition process is weakly controlled. Complete controllability of the film properties can be achieved in case of atomic nature of film-forming particles together with the possibility to control the energy of species impinging the condensation surface. The results of the work serve as a base for scientific selection of appropriate deposition method for fabrication of the films with required properties, enable to predict the features of the film dependently the deposition method and to govern the film properties deliberately.
Key words: ion plating, reactive ion plating, magnetron sputtering, reactive magnetron sputtering, plasma activated CVD, pulsed laser deposition, ion bombardment, composition, structure, film-forming species, desorption.
СПИСОК ВИКОРИСТАНИХ СКОРОЧЕНЬ ТА ПОЗНАЧЕНЬ
ТІО, РТІО - термоіонне і реакційне термоіонне осаджування
МР, РМР - магнетронне і реакційне магнетронне розпилення
PA CVD, - хімічне осаджування з газової фази, активоване плазмою
РVD - фізичне осаджування
ІЛВ - імпульсне лазерне випаровування
ІБ - іонне бомбардування
КР-спектр - спектр комбінаційного розсіювання світла
ХП, ГП - холоднопресований, гарячепресований
Uп, Тп - напруга на підкладці щодо плазми, температура підкладки
АПП - аморфна алмазоподібна плівка
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Характеристика основних вимог, накладених на різні методи одержання тонких діелектричних плівок (термовакуумне напилення, реактивне іонно-плазмове розпилення, термічне та анодне окислення, хімічне осадження) та визначення їхніх переваг та недоліків.
курсовая работа [2,4 M], добавлен 12.04.2010Розмірні і температурні ефекти та властивості острівцевих плівок сплаву Co-Ni різної концентрації в інтервалі товщин 5-35 нм та температур 150-700 К. Встановлення взаємозв’язку морфології, структури та електрофізичних властивостей надтонких плівок.
дипломная работа [1,2 M], добавлен 12.12.2011Феромагнітні речовини, їх загальна характеристика та властивості. Магнітна доменна структура, динаміка стінок. Аналіз впливу магнітного поля на електричні і магнітні властивості феромагнетиків. Магніторезистивні властивості багатошарових плівок.
курсовая работа [4,7 M], добавлен 15.10.2013Кристалічна структура металів та їх типові структури. Загальний огляд фазових перетворень. Роль структурних дефектів при поліморфних перетвореннях. Відомості про тантал та фазовий склад його тонких плівок. Термодинамічна теорія фазового розмірного ефекту.
курсовая работа [8,1 M], добавлен 13.03.2012Розгляд елементів (резистор, конденсатор) та технології виробництва (методи масковий, фотолітографія, комбінований) інтегральних схем. Вивчення особливостей термічного, катодного, іоно-плазмового напилення, анодування та електрохімічного осадження.
курсовая работа [484,7 K], добавлен 09.05.2010Класифікація планарних оптичних хвилеводів. Особливості роботи з хлороформом. Методи вимірювання показника заломлення оптичного хвилеводу. Спектрофотометричні методи вимірювання тонких плівок. Установка для вимірювання товщини тонкоплівкового хвилеводу.
дипломная работа [2,2 M], добавлен 29.04.2013Характеристика методів отримання плівкових матеріалів, заснованих на фізичному випаровуванні: від історично перших методів термічного випаровування до сучасних іонно-плазмових, молекулярно-променевих та лазерних методів осадження. Рідкофазна епітаксія.
курсовая работа [865,1 K], добавлен 17.05.2012Дослідження функцій, які описують спектри модуляційного фотовідбивання; експериментально отримано спектри модуляційного фотовідбивання для епітаксійних плівок; засобами пакету MatLab апроксимовано експериментальні спектри відповідними залежностями.
курсовая работа [815,3 K], добавлен 08.06.2013Сутність технології GаАs: особливості арсеніду галію і процес вирощування об'ємних монокристалів. Загальна характеристика молекулярно-променевої епітаксії, яка потрібна для отримання плівок складних напівпровідникових з’єднань. Розвиток технологій GаАs.
курсовая работа [3,4 M], добавлен 25.10.2011Вплив умов одержання, хімічного складу і зовнішніх чинників на формування мікроструктури, фазовий склад, фізико-хімічні параметри та електрофізичні властивості склокерамічних матеріалів на основі компонента з фазовим переходом метал-напівпровідник.
автореферат [108,5 K], добавлен 11.04.2009Електрофізичні властивості гранульованих плівкових сплавів в умовах дії магнітного поля. Дослідження електрофізичних властивостей двошарових систем на основі плівок Ag і Co, фазового складу та кристалічної структури. Контроль товщини отриманих зразків.
дипломная работа [3,9 M], добавлен 08.07.2014Сущность понятий магнетизма, ферромагнетизма, магнитной анизотропии, доменов. Анализ явления гистерезиса в ферромагнетике, перехода из парамагнетика в ферромагнетик и природа ферромагнетизма. Методы исследования тонких ферромагнитных пленок, их сравнение.
дипломная работа [6,5 M], добавлен 05.11.2009Тонкопленочные слои; назначение тонких пленок, методы их нанесения. Устройство вакуумного оборудования для получения тонких пленок. Основные стадии осаждения пленок и механизмы их роста. Контроль параметров технологических процессов и осажденных слоев.
курсовая работа [2,2 M], добавлен 11.09.2014История развития устройств хранения данных на магнитных носителях. Причины появления доменов, а также запоминающие устройства на тонких магнитных пленках. Доменная структура тонких магнитных пленок. Запоминающие устройства на гребенчатых структурах.
курсовая работа [1,0 M], добавлен 23.12.2012Исходные соотношения теории теплопроводности и термоупругости тонких изотропных оболочек. Применение двумерного интегрального преобразования Фурье к исходным соотношениям. Сведение задачи теплопроводности к системам сингулярных интегральных уравнений.
дипломная работа [405,8 K], добавлен 11.06.2013Основные модели токопереноса и фоточувствительности поликристаллических пленок сульфида свинца. Технология получения и физические свойства тонких пленок PbS. Вольтамперные характеристики пленок сульфида свинца. Температурные зависимости образцов PbS31.
дипломная работа [1,6 M], добавлен 19.01.2012Поведінка частки при проходженні через потенційний бар'єр, суть тунельного ефекту, його роль в електронних приладах. Механізм проходження електронів крізь тонкі діелектричні шари, перенос струму в тонких плівках. Суть тунельного пробою і процеси в діоді.
реферат [278,0 K], добавлен 26.09.2009Осаждение пленочных покрытий сложного химического состава (оксидов, нитридов, металлов). Проблема магнетронного осаждения. Исследование влияние нестабильности мощности и давления магнетронного разряда на процесс осаждения пленок, результаты экспериментов.
диссертация [1,1 M], добавлен 19.05.2013Розрахунок значення струму та напруги на всіх елементах резистивного кола методами суперпозиції, еквівалентних перетворень, еквівалентних джерел та вузлових потенціалів. Перевірка отриманих результатів за законами Кірхгофа та умовою балансу потужностей.
курсовая работа [655,5 K], добавлен 15.12.2015Розрахунок перехідного процесу в усіх елементах при замиканні та розмиканні ключа класичним та операторним методами для заданого електричного ланцюга. Побудування узгоджених часових діаграм струмів, напруг в елементах. Тривалість перехідного процесу.
курсовая работа [404,2 K], добавлен 27.03.2012
