Методы получения тонких пленок

Основными участниками процесса нанесения пленки являются кристаллическая подложка, которая должна удовлетворять ряду требований (например, возможности эпитаксиального роста продукта на ней), и источник паров целевого продукта или исходных компонентов (тогда одновременно с осаждением на подложке будет происходить и химическая реак­ция).

Получение качественных тонких пленок — сложная многопараметрическая задача. В качестве основных управляющих пара­метров процесса следует указать на кристаллографическую ори­ентацию подложки и качество ее поверхности, температуру под­ложки, скорость нанесения пленки, которая зависит как от величины пересыщения пара, так и от газодинамических особен­ностей реактора.

Чтобы образовалось покрытие на поверхности твердотельной подложки, частицы осаждаемого материала должны пролететь через среду-носитель и вступить в непосредственный контакт с подложкой. После попадания на поверхность значительная часть частиц должна адсорбироваться на ней либо за счет химической реакции с поверхностью образовать новое соединение, которое останется на поверхности. Эти частицы могут быть атомами, молекулам, ионами атомов, ионизированными молекулами или маленькими кусочками материала, как заряженными, так и незаряженными. Средой-носителем могут быть твердое вещество, жидкость, газ или вакуум.

Таким образом, характеризовать процессы осаждения могут ׃

· Среда-носитель (твердая, жидкая, газообразная, вакуум).

· Тип осаждаемых частиц (атом, молекула, ион, небольшие зерна материала).

· Метод введения осаждаемого материала в среду-носитель (перемешивание или растворение материала, введение перемешанного материала в виде осадка, испарение, электрохимическая реакция на поверхности электрода-источника, бомбардировка его поверхности частицами).

· Реакция на поверхности подложки (конденсация материала, химическая реакция осаждаемых компонентов на поверхности подложки, испарение жидкого носителя, электрохимическая реакция на поверхности, имплантация).

· Механизм переноса осаждаемых частиц от источника к подложке (свободный полет, диффузия в газе, диффузия в жидкости).

Основные методы получения тонких пленок подразделяют следующим обра­зом:

физические методы осаждения:

- термическое испарение за счет резистивного нагрева;

· электронно-лучевое испарение

· лазерное испарение;

· ионно-лучевое распыление.

· катодное распыление

· магнетронное распыление