Осаждение тонких пленок

Глава 5. Осаждение тонких пленок химическими методами. [c.5]

Основной источник погрешности — изменение емкости измерительного конденсатора за счет изменения его температуры. При 200° С погрешность измерения составляет 1,5%. Экспериментальные данные показывают необходимость поддерживать температуру измерительного конденсатора ниже 200° С, если измерения толщины пленки необходимо сделать с точностью, большей, чем 0,2 мк. К достоинствам метода следует отнести простоту конструкции и монтажа датчика и возможность измерять как толщину, так и скорость осаждения тонких пленок непосредственно в процессе напыления. К недостаткам метода следует отнести необходимость производить калибровку прибора по каждому напыляемому материалу. Кроме того, при напылении пленки суммарной толщиной более 30 мк датчик необходимо очищать от напыленной пленки, что создает некоторые неудобства в работе. [c.257]

Химические методы осаждения пленок широко освещены в литературе в некоторых работах содержатся подробные сравнительные сведения по всем существующим химическим и физическим технологическим способам осаждения тонких пленок [1—3]. Отметим, что физические методы получения тонких пленок детально рассмотрены в других разделах настоящей книги. Целью настоящей главы является обзор различных химических методов. известных в настоящее время. [c.462]

Непременным условием проведения всех вакуумных процессов, включая осаждение тонких пленок, является передача в объем вакуумной камеры механического движения и электрического тока. Такая передача облегчается при использовании специальных вакуумных узлов, называемых вводами. Они монтируются на стенке вакуумного колпака, на базовой плите или съемном фланце соответствующих размеров. Для уплотнения фланцев с вводами часто используются прокладки из эластомеров. Такие вводы при необходимости могут быть легко демонтированы. Следует иметь в виду, что они часто становятся источниками натекания газа. Поэтому выбор типа ввода и метода его установки должен определяться спецификой поставленной задачи. В запасном комплекте к вакуумному оборудованию обычно имеются наборы вводов различного назначения, в том числе и на основе металлостеклянных или металлокерамических спаев. Некоторые типы вводов для передачи движения выполнены на основе металлических сильфонных узлов, сборка которых в условиях неспециализированной мастерской вряд ли возможна. Таким образом, для правильного выбора подходящего ввода необходимо иметь некоторые представления о типах соответствующих устройств и их специфических характеристик. [c.277]

Химическое осаждение тонких пленок металлов (толщиной в несколько сотен ангстрем) на гладкой поверхности стекла имеет целый ряд особенностей, отличающих его от осаждения сравнительно толстых (несколько микрон) покрытий на металлы и шероховатые поверхности диэлектриков. Эти особенности в литературе практически не освещены, что безусловно затрудняет химическое получение тонких пленок и их использование в технике. pis [c.108]

Часто вакуумное осаждение тонких пленок рассматривают как один процесс, однако правильнее его представлять как несколько различных процессов, а именно 1) переход вещества из конденсированной фазы, которая может быть твердой или жидкой, в газообразную 2) перенос паров вещества в пространстве от испарителя до подложки при пониженном давлении газа 3) конденсация паров вещества при достижении подложки. Отсюда следует, что теория вакуумного испарения должна включать термодинамику фазовых переходов, позволяющую определить равновесное давление паров вещества, а также кинетическую теорию газов, дающую физическую микроскопическую модель протекающих процессов. Исследование довольно сложных процессов, которые наблюдаются при обмене молекул конденсированной фазы и пара, приводит к теории испарения, которая является дальнейшим развитием кинетической теории. На основе упомянутых теорий может быть получено распределение осажденного вещества по поверхности, окружающей испаритель. Кинетические аспекты процессов конденсации, представляющие самостоятельный интерес, [c.14]

Экспериментальные данные по коэффициентам распыления, особенно относящиеся к осаждению тонких пленок, подробно излагаются в гл. 4. Поэтому здесь мы ограничимся только несколькими замечаниями общего характера. [c.372]

Общее заключение о методах осаждения тонких пленок. ... 488 [c.462]

Осажденные тонкие пленки были, по-видимому, впервые получены в 1857 г. Фарадеем [1J при проведении им опытов по взрыву металлических проволочек в инертной атмосфере. Дальнейшие эксперименты по осаждению пленок были стимулированы в XIX-м столетии интересом к оптическим явлениям, связанным с тонкими слоями вещества, и исследоиааиями кинетики и диффузии газов. В 1887 г. Нарволд [2] на примере проволок из платины продемонстрировал возможность осаждения тонких металлических пленок в вакууме с использованием джоулева тепла. Годом позже Кундт [3] применил этот же метод для измерения показателя преломления пленок металлов. В последующие десятилетия тонкие пленки использовались только для чисто физических исследований. Только с совершенствованием вакуумного оборудования, которое позволило организовать массовое производство и контроль свойств тонких осажденных пленок, последние нашли промышленное применение. За последнюю четверть века области применения тонких пленок значительно расширились. В качестве примера можно привести просветляющие покрытия, зеркала, интерференционные фильтры, солнечные очки, декоративные покрытия на пластиках и тканях, использование тонких пленок в электронно-лучевых трубках и совсем недавно — в производстве микроэлектронных схем. Рассмотрение с различных сторон последнего применения и является целью написания данной книги. [c.14]

ОБЩЕЕ ЗАКЛЮЧЕНИЕ О МЕТОДАХ ОСАЖДЕНИЯ ТОНКИХ ПЛЕНОК [c.488]

При оценке качества поверхности подложек с помощью статистических средних значений следует помнить, что одно число может дать только очень неполное описание текстуры поверхности. Малые величины могут маскировать наличие глубоких царапин (деталь S на рис. 5), которые впоследствии могут вызвать разрывы в осажденных тонких пленках. Таким же образом в величинах RMS или АА не отражены волнистость поверхности или плоскостность, хотя оба эти свойства для фотолитографии очень важны. Наконец, оба метода имеют некоторую неопределенность, так как поверхностные профили, имеющие одинаковые амплитуды, но различные периоды, имеют одни и те же средние величины. При оценке качества профиля поверхности подложки необходимо учитывать и такие факторы, как радиус наконечника щупа (он обычно равен 1,2—2,5 мкм), который ограничивает разрещение по вертикали и различные усиления, использованные по вертикали и горизонтали. [c.510]

Движение адсорбированной воды под действием электрического поля может привести к коррозии подложки. Возможные механизмы могут включать активные материалы, увеличивающие образование новых соединений на поверхности, предпочтительное растворение одной составляющей подложки или полное растворение с непрерывным очищением свежего материала [57]. Вредными также могут оказываться и другие атмосферные газы, кроме паров воды, которые воздействуют, в основном, на стекла. Например, щелочные ионы, образованные во влажных условиях, могут взаимодействовать с углекислым газом или двуокисью серы. Получающиеся кристаллические карбонаты и сульфаты отрицательно влияют на адгезию и стабильность пленки и должны быть обязательно удалены перед ее осаждением. Ввиду большого практического значения стабильности подложек часто пытаются определить срок службы стекол посредством ускоренных лабораторных испытаний в атмосферных условиях. Однако результаты имеют тенденцию быть специфическими для выбранных условий и не всегда позволяют экстраполяцию к условиям, предполагаемым при фактическом использовании. При подготовке к осаждению тонких пленок [c.523]

Меры предосторожности, перечисленные в предыдущем разделе, в основном обеспечивают хорошее качество поверхности для немедленного осаждения тонких пленок. Тем не менее, если нанесению слоя фоторезиста [c.595]

Осаждение тонких пленок в результате химических реакций, протекающих на поверхности стекла и других материалов, при взаимодействии различных реагентов между собой а) получение металлических зеркальных покрытий из серебра, золота, никеля и др. б) получение сернистых соединений (для зеркальных, фото-чувствительных и других слоев). [c.20]

В настоящее время методы осаждения тонких пленок из газовой фазы нашли широкое применение в стекольной промышленности при создании солнцезащитных покрытий на листовом стекле, фильтров и декоративных цветных стекол [56, 57], для получения электропроводящих обогревных покрытий [49], в оптическом приборостроении [155], в полупроводниковых приборах [144, 156] и при изготовлении магнитных тонких пленок, [c.32]

Очищенные пластины с выращенным на них эпитаксиальным слоем 81 или без него подвергают термич. обработке, включающей окисление, диффузию примесей или ионное легирование, отжиг пластины (в том случае, если примеси вводились ионным легированием), пиролитич. осаждение тонких пленок или их химическое осаждение из газовой фазы, гегтерирование. При реализации этих процессов осуществляется формирование активных областей и др. компонентов планарных структур. Вместе с тем термич. обработка приводит к возникновению мех. напряжений в пластине, вызывает образование дефектов, перераспределение примесей в объеме пластины и в приповерхностном слое. Чтобы уменьшить отрицат. последствия, термич. обработку проводят при сравнительно невысоких т-рах (ниже 900 °С), а для ускорения процесса применяют разл. способы, напр, окисление 81 проводят не в сухой, а во влажной среде при повыш. давлении. Для введения примесей все чаще вместо диффузии применяют ионное легирование (ионную имплантацию), к-рое по сравнению с диффузией обладает рядом преимуществ - универсальностью (возможность вводить практически любые в-ва в любую подложку), высокой воспроизводимостью, возможностью управлять профилем распределения примеси и изменять концентрацию вводимых примесей в широких пределах. [c.557]

Стимулирующее действие наводороживания стали связано с осаждением тонких пленок металлов РЬ, Э на катоде и элементов Аз, 5е, Те, 8 и Р, что изменяет тику выделения водорода и приводит к возрастанию количества адсорбированных атомов. Фосфин РНд, или вещества, его образующие в околокатодном пространст- [c.446]

Своеобразие химического осаждения тонких пленок металлов на диэлектрики не исчерпывается особенностями их получения. Значительный интерес представляет также йинетика роста пленок из растворов типа I и II, изучение которой позволяет управлять процессами химического меднения, никелирования и кобальтирования и содействует расширению знаний о закономерностях весьма сложных и еще недостаточно изученных автокаталитических реакций (1) и (2). Отличительной чертой образования пленок из растворов I и 11 явля- ется то, что оно происходит в таких условиях, когда вследствие малой концентрации максимально достижимый поток ионов восстанавливаемых металлов к каталитической поверхности значительно меньше соответствующих диффузионных потоков других компонентов. Однако это обстоятельство само по себе еще не дает оснований лолагать, что скорость процесса всегда лимитируется доставкой ионов металла в зону реакции, хотя такая возможность и не исключена. [c.111]

Для вакуумного осаждения тонких пленок с контролируемыми параметрами необходимо такое рабочее оборудование, которое возмоййо бы меньше влияло на процесс формирования пленки. С целью получения глубокого вакуума для минимизации взаимодействия остаточных газов и наращиваемых пленок было предпринято множество исследований и разработок. В результате к настоящему времени имеется обширный набор Вакуумных установок и деталей, а также материалов и методов монтажа. В5той главе будут рассмотрены наиболее широко используемое вакуумное оборудование и установившиеся методы его эксплуатации. Основное внимайие при этом уделяется физическим принципам, определяющим свойства деталей и материалов, а также пределы их практического применения. Следует отметить,что тщательность рассмотрения некоторых элементов или материалов не всегда пропорциональна" их важности и практической значимости. [c.178]

Если аспектное отношение топологического рельефа AR > 10 1, то для осаждения тонких пленок алюминия могут быть использованы процессы атомно-слоевого осаждения (A O-ALD), например процесс LP РЕ ALD А1 (ТМА-Аг Аг plasma) (см. раздел 6.3 и табл. 1 иЗ) [50]. [c.176]

Получены диэлектрические пленки Si02 из кремнийорганических соединений при воздействии плазмы на поверхность подложки, находящейся под положительными отрицательным потенциалом [92]. Во время экспериментов плотность ионного тока составляла 60 ма/см2. Для осаждения тонких пленок были созданы плазменные реакторы, подробно описанные в работах [93, 94]. Наблюдаемая неоднородность распределения плотности плазмы хорошо кор-релируется с неравномерностью образующихся пленок Si02 [93]. В частности, пленки двуокиси кремния в плазмохимическом реакторе осаждались из тетраметоксисилана [94]. Вначале в реактор вводили пары исходного соединения до давления (5—10)-10 5 мм рт. ст., затем кислород — до установления суммарного давления (2—3)-10 4 мм рт. ст. и включали разряд. Плотность тока ионов и электронов на поверхности подложки составляла 10—30 ма/см. Напряжение разряда ионизационной камеры реактора было равно 350—450 в. Слой Si02 образовывался на подложках с температурой, близкой к комнат- [c.346]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология