Студопедия

КАТЕГОРИИ:


Архитектура-(3434)Астрономия-(809)Биология-(7483)Биотехнологии-(1457)Военное дело-(14632)Высокие технологии-(1363)География-(913)Геология-(1438)Государство-(451)Демография-(1065)Дом-(47672)Журналистика и СМИ-(912)Изобретательство-(14524)Иностранные языки-(4268)Информатика-(17799)Искусство-(1338)История-(13644)Компьютеры-(11121)Косметика-(55)Кулинария-(373)Культура-(8427)Лингвистика-(374)Литература-(1642)Маркетинг-(23702)Математика-(16968)Машиностроение-(1700)Медицина-(12668)Менеджмент-(24684)Механика-(15423)Науковедение-(506)Образование-(11852)Охрана труда-(3308)Педагогика-(5571)Полиграфия-(1312)Политика-(7869)Право-(5454)Приборостроение-(1369)Программирование-(2801)Производство-(97182)Промышленность-(8706)Психология-(18388)Религия-(3217)Связь-(10668)Сельское хозяйство-(299)Социология-(6455)Спорт-(42831)Строительство-(4793)Торговля-(5050)Транспорт-(2929)Туризм-(1568)Физика-(3942)Философия-(17015)Финансы-(26596)Химия-(22929)Экология-(12095)Экономика-(9961)Электроника-(8441)Электротехника-(4623)Энергетика-(12629)Юриспруденция-(1492)Ядерная техника-(1748)

Вплив іонного бомбардування підкладки на властивості плівок




Для зміни фізичних і хімічних властивостей використовують іонне бомбардування плівок в процесі їх росту як власними, так і сторонніми атомами (іонами) різних хімічних елементів.

Використовують іони з енергією 101-104 еВ в кількості 0,1…100% від загальної перенесеної робочої речовини на підкладку.

В основі взаємодії прискорених іонів з плівкою, що конденсуються, лежить іонне розпилення сторонніх і основних атомів плівки, а також інших процесів:

а) Проникнення вглиб плівки чи підкладки;

б) радіаційні порушення і нагрівання поверхні конденсації;

в) стимулювання хімічної реакції на поверхні;

г) виникнення іонно-електронної та навіть фотонної емісії та інше.

Розглянемо кількісну залежність кількісного зв’язку складу плівки від двох факторів - взаємною хімічною активністю металу і азоту і іонного бомбардування при одержанні нітриду тітану.

Нехай на підкладку надходить потік атомів азоту К. Частина атомів взаємодіє з металом утворюючи нітрид, а також один з одним N+N= N2, що залишають підкладку.

 

Час (а) життя атому азоту до утворення МеN визначається взаємного активністю металу та азоту, що характеризується різницею електронегативностей ∆Х Ме-N.

Час (в) до утворення молекули азоту N2 пропорційний електронегативності азоту Х N -N.

Тому зміна кількості атомів азоту n на одиницю поверхні конденсації в одиницю часу.

 

,

 

де - коефіцієнт, що враховує втрату атомів в азоту.

 

За рахунок їхньої взаємодії з Ме та N.

Кількість атомів, що беруть участь в синтезі МеN:

 

 

Щоб оцінити вплив іонного бомбардування на величину МеN віднімемо величину (К, е)∙t, що враховують втрату частини атомів азоту з поверхні росту з поверхні росту за рахунок іонностимульваної десорбції (К1 – потік іонів на поверхню росту С – коефіцієнт, що показує, яку частину іонів з потоку К, десорбуєть азот).

Будемо мати

 

МеN =

 

Висновок: Чим більше ɑ час життя атому до утворення MeN, тим менше утворюється MeN. Тому що більшість атомів під дією іонного бомбардування.

З точки зору механізмів взаємодії іонів з поверхнею твердого тіла чи плівки. Весь діапазон енергій ділять на три інтервали: малі (0), середній () і високі (10).

Малі енергії – Процес конденсації відбувається адсорбування атому на поверхні, дифузія по поверхні, фіксація в потенційних ямах Ревипаровування. Існує поняття «критична температура підкладки» і «критична густина потоку атомів».

Середні енергії – іде очищення поверхні від сторонніх атомів, що призводить до кращого захоплення атомів, які налітають на поверхню. Одночасно надає швидкість конденсації.

Високі енергії – кількість відбитих атомів збільшується за рахунок десорбції, випаровування, але частина проникає вплив підкладка плівок, утворюються радіаційний порушення решітки.

 

 

Процес старіння тонких плівок

Процес старіння проходить в плівках із метастабільних металевих сплавів. Існує природне старіння (упорядковане кристалічних структур) і штучне при нагрівання.

Класифікація процесів старіння

1. Фізико – хімічні

2. Фазові

3. Макро і субструктурні

4. Процеси старіння під дією фізичних полів

Можуть виділятися стабільні фази SnS → SnS2 метастабільні в плівках Al – Cu в Al досягає 12%.

Cr → CrO → Cr2O3

Основні явища що проходять в процесі старіння:

1. Різні форми впорядкування

· Впорядкування атомів

· Перехід від аморфної структури (ближній порядок до кристалічної) (____________)

· Рекристалізація

· Упорядкування різних мікродефектів

2 Утворення неврівноважених станів зі значною часткою поверхневої енергії в загальному енергетичному балансі

1) Утворення мікропор

2) Полігонізація (переміщення дислокацій з утворенням (__________) блоками мозаїки)

Процеси старіння відіграють велику роль в стабільності роботи елементів мікроелектроніки.

Технології отримання наноплівок

Підготовка поверхні

Підкладка (поверхня напилення повинна мати однорідний склад, мінімальну шереховатість поверхні, високу електричну і механічну міцність, теплостійкість, хімічну інертність К.Т.Р розпилюваного матеріалу або близький до нього.

Практично не можливо підібрати підкладку, яка б в повній мірі відповідала вказаним вимогам.

Тому при виборі матеріалу покриття і основи керуються оптимальними параметрами, які необхідно отримати.

 

Вимоги до ідеальної поверхні

Властивості Цілі
1. Висока плоскість мінімальна шереховатість Щільне прилягання маски
2. Безпористість Виключити газовиділення
3. Висока механічна міцність Виключити розтріскування
4. К.Т.Р близький до напильованого матеріалу Зменшення напружень в покриті
5. Висока теплопровідність Виключити перегрівання поверхні
6. Стійкість до термоударів Виключити руйнування в процесі обробки
7. Термостійкість Забезпечити можливість нагрівання при додатковій обробці
8. Хімічна стійкість Забезпечити можливість в виборі реагентів для обробки пісня напилення
9. Високий електроопір Забезпечити ізоляцію компонентів схеми
10. Невелика вартість Забезпечити низьку собівартість виготовлення

 

Вибрати підкладку, яка відповідала всім вказаним властивостям не завжди є можливим. Тому відповідно до видів обробки яка застосовується після напилення, процеси які існують під час напилення вибирають оптимальне співвідношення матеріал покриття-підкладка.

Суттєвий вплив на адгезію і електрофізичні властивості нанопокритів має забруднення поверхні. Незначні забруднення можуть повністю змінити умови росту нанопокриття.

Якщо забруднення розташовуються на поверхні в вигляді острівців, то в залежності від того, де енергія зв’язку більша матеріал покриття забруднення, чи матеріал покриття підкладка, покриття може утворюватися на підкладці, або на забруднені що знижує однорідність властивостей покриття.

Міцність зчеплення покриття з основою суттєво залежить від наявності оксидного шару, який може виникнути на кордоні розділу покриття – підкладка, або диспергуватися в матеріал покриття. Диспергування оксиду в покритті різко змінює його властивості, особливо електричні.

Підготовка поверхні до напилення включає ультразвукову і іону очистку. Після магнітної обробки отримують необхідну шероховатість поверхні. Потім ультразвукова мийка. Очистка поверхні з допомогою ультразвуку набагато вище ніж інші існуючі методи.

Якість і швидкість ультразвукової очистки в значній мірі залежить від складу рідини. Розчини які вступають в хімічну реакцію з забруднювачем прискорюють процес очистки і покращують її якість. Такі рідини як трихлоретилен і інші хлор вуглеводи широко застосовують для очистки деталей від масла і?????

Підбором рідини можна не тільки очистити поверхню а створити на поверхні захисну плівку (керосин, спирт, розчин фосфату і т.д.)

Дія ультра звуку на тверду або газоподібну речовину це виникнення вібрації. В різній фазі основний ефект це кавітація. При стискувані і розширувані рідини утворюються пустоти (кульки повітря) тиск в яких досягає десятки і тисячі атмосфер. Крім того кульки заповнені парами рідини яка використовується. При зустрічі з поверхнею відбувається потужний гідравлічний удар, який очищає поверхню.

Можливості ультразвуку досить широкі диспергування, прискорення процесів окислення, полімеризація, зміна точок кипіння, кристалізація. Після ультразвукової обробки проводиться іона очистка.

 




Поделиться с друзьями:


Дата добавления: 2014-01-06; Просмотров: 637; Нарушение авторских прав?; Мы поможем в написании вашей работы!


Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет



studopedia.su - Студопедия (2013 - 2024) год. Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав! Последнее добавление




Генерация страницы за: 0.019 сек.