|
 2 лабораториялық ЖҰмыс иондық тозаңданыру әдісі арқылы қабықша (пленка) алу иондық тозаңдандыруПленкаларды плазмалық үдеткіштерге салу
|
| бет | 5/5 | | Дата | 15.11.2022 | | өлшемі | 72,71 Kb. | | #40173 |
| 2 лабПленкаларды плазмалық үдеткіштерге салу
Пленкаларды алу процесін күшейтуге, пленка түрінде тұндырылған бастапқы материалдардың стехиометриялық құрамы пленкалардың тазалығы және олардың подложкаға адгезиясы РЭА технологиясында қолдануға әкелді импульсті плазмалық үдеткіштер (ИПУ). Пленкаларды импульсті плазмалық қолдану кезінде тығыз ағындар қолданылады. Тығыз плазма ағындарын жасай отырып, тұндыру жылдамдығын арттыру үшін және процесс өнімділігі, ал жоғары вакуумды пайдалану-таза алу катодты бүркуге қарағанда пленкалар алуда қолданылады. ИПУ-да плазма тозаңданатын буда түзіледі камерада оттегі, су, галогендер және басқа бөлшектер молекулалары болған кезде пайда болатын, электронды өзіне қосуға қабілетті.
ИПУ-да плазма кез-келген тәсілмен буланған және иондалған, мысалы, доғалық разрядта, шашырайтын материалдың буларында жасалады. Материалдың булануы вакуумдағы жарылыс сияқты жүреді. Импульстің ұзақтығы секундтың фракцияларына сәйкес болған кезде, доғаның пайда болу орнындағы шашыраған заттың беткі материалы шамамен 10⁵ К температурасы бар жоғары тығыздықтағы буға айналады. Мұндай булану бөлшектердің жылдамдығы мен энергиясында ерекше, сондықтан процестің жоғары өнімділігімен жоғары адгезиясы бар пленкалар алу үшін ерекше қызығушылық тудырады.Иондық бүрку кезінде пленкалардың конденсациясы күрделі жағдайларда жүреді: инертті газдың салыстырмалы түрде жоғары қысымымен, химиялық белсенді және фондық атмосфераның разрядында иондалған, электростатикалық өріс болған кезде. Адгезияның жоғарылауының себебі-заттың конденсацияланған атомдарында энергияның едәуір қоры. Бұл термиялық булануға қарағанда әлдеқайда жоғары. Бұл артық энергия атомдардың үлкен көші - қон қозғалғыштығын тудырады және көбінесе жабысқақ беріктіктің мөлшерін анықтайтын "пленка-подложка" жүйесінің потенциалдық энергиясын азайтады. Қолданылатын пленкалардың тазалығы разряд параметрлерімен байланысты, өйткені тұндырылған заттың жоғары энергиялы атомдары пленканың өзін-өзі тазартуына әкеледі. Атом атомдары атомизация иондарының энергиясының шамамен 10% құрайды. Аралық кеңістіктегі газ атомдарымен соқтығысуды ескере отырып, атомдалған атомдар физикалық адсорбция энергиясынан ғана емес, сонымен бірге химосорбциядан да орташа 5 эВ энергияға ие бола алады.
Салыстыру үшін 1000° C температурада буланған атомдардың энергиясы орташа есеппен 0,2 эВ екенін еске түсірейік. Шашыратылған және буланған атомдардың энергия айырмашылығы (50 есе) иондық бүрку нәтижесінде алынған пленкалардың жоғары адгезиясының себептерінің бірі болып табылады. Ең әлсіз адгезия қарқынды электронды бомбалау нәтижесінде пайда болған подложкада оң потенциалмен байқалады. Фондық атмосферада сору жүйесінен енген көмірсутектер мен силикон майлары болған кезде электронды бомбалау олардың полимерленуіне және пленка құрамында тұрақты бөгде қоспалардың пайда болуына әкеледі.
Электрлік зарядталған атомдардың зат ағынында болуы пленканың бүкіл өсу процесіне әсер етеді. Зарядталған бөлшектер подложкаға түсіп, бетінің қосымша электростатикалық энергиясына байланысты бастапқы түйіршіктердің беткі ауданын көбейтеді, түйіршіктер арасындағы беттік диффузияны арттырады және олардың бірігуін тездетеді. Бастапқы түзілімдер, термиялық булану сияқты, түйіршіктерге айналатын эмбриондардан тұрады. Бірақ осы сәттен бастап Шашыратылған түйіршіктер тек жазықтықта өседі, нәтижесінде иондық бүрку арқылы жылу булануына қарағанда қалыңдығы әлдеқайда аз болатын қатты қабықшаларды алуға болады.
Түйіршіктердің бұл әрекетін атомдардың жоғары кинетикалық энергиясымен және подложканың бетін тазартудың жанама әсерімен түсіндіруге болмайды, өйткені бұл екі факт те агломерацияны (атомдардың жеке топтарға жиналуы) атомдардың подложка бойымен қозғалуы үшін жақсы жағдайлардың арқасында арттырады. Мұнда зат бөлшектерінің заряды өте маңызды. Қосымша электростатикалық энергияға байланысты түйіршіктер бетінің ұлғаюы және олардың электростатикалық өріске қосылуын жеңілдету оның қалыңдығы аз болған кезде қатты қабықтың пайда болуын анықтайтын басым факторлар болып табылады.
Ионды-плазмалық тозаңдату әдісінің артықшылықтарына мыналарды жатқызуға болады:
1. Тұндырылған зат атомдарының көзі ретінде қызмет ететін мақсатты материалдың Шашыратылған табақшасының үлкен ауданы Үлкен подложкаларда қалыңдығы бойынша біркелкі пленкаларды алуға мүмкіндік береді, бұл топтық өңдеу әдісін тиімді жүзеге асыруды қамтамасыз етеді;
2. Нысан ұзақ уақыт ауыстырылмайтын материал көзі болып табылады (пластинаның қалыңдығы 3 мм болған кезде, ауысым айына бір рет екі ауысымдық жұмыс кезінде жасалады), бұл автоматтандыруды жеңілдетеді, процестің біркелкілігін арттырады;
3. Конденсацияланатын атомдардың үлкен энергиясының арқасында пленканың подложкаға жоғары адгезиясы қамтамасыз етіледі;
4. Баяу балқитын металдардан пленкаларды алу вакуумдық камераны қызып кетпестен өтеді;
5. Камераға енгізілетін газдармен тозаңданатын металл атомдарының химиялық реакциялары нәтижесінде тотықты, нитридті және басқа, оның ішінде қосындыланған пленкаларды алуға болады;
6. Плазмалық Анодтау арқылы тотығуды жүргізуге болады;
7. Органикалық пленкаларды алуға болады.
Достарыңызбен бөлісу: |
|
|
