.

Методы получения тонких пленок

 Основные методы нанесения тонких пленок на подложку и друг на друга

  • термическое (вакуумное) напыление.
  • электрохимическое напыление
  • ионно-плазменоое напыление
  •  катодное напыление
  • ионно-плазмическое напыление

Tермическое (вакуумное) напыление Метод основан на подаче направленного потока пара вещества и последовательной конденсации его на поверхности подложки, имеющей температуру ниже температуры источника пара. Пленка при конденсации формируется из отдельных атомов или молекул пара вещества. Процесс термо-вакуумного напыления состоит из 4 этапов:

  1. образование пара вещества
  2. перемещение частиц пара от источника к подложкам
  3. конденсация пара на подложках
  4. образование зародышей и рост пленки

Достоинство метода: простота и возможность получения чистых пленок.

Недостатки:

  • трудность напыления тугоплавких материалов.
  • трудность или невозможность воспроизведения на подложке химического состава испаряемого вещества, так как при высокой температуре химические соединения диссоциируют (разделятся), а их составляющие конденсируются на подложке раздельно. Есть вероятность того, что новая комбинация на подложке не будет соответствовать структуре исходной молекулы.

При катодном и ионно-плазменный распылении энергия, необходимая для отрыва атом испаряемого вещества получается в результате бомбардировки ее поверхности ионами плазмы. Атомы вылетают с поверхности катода при его разрушении, распространяются в окружающем пространстве и конденсируют на подложке. Плазму получают возбуждением тлеющего разряда между двумя электродами, находящимися под разностью потенциалов 3-6 кВ и при давлении 13-0,1 Па. Газовая среда при катодном напылении может быть инертной (аргон) или химически активной (кислород). Процесс распыления в химически активной среде называется реактивным напылением. Метод катодного напыления позволяет получить тонкие пленки металлов, а также пленки различных сплавов, характеризующиеся высокой адгезией (прилипанию) и однородностью. Пример: распыление не с высокой температурой можно получить большую поверхность и лучшую равномерность толщины пленки, так как напыление идет не с точечного источника, а с плоской поверхности катода

Ионно-плазменный метод – разновидность катодного распыления, но осуществляется не бомбардированием катода, возбужденного ионом тлеющего разряда, а бомбардировкой специальной массой газового разряда.Катодное распыление – двухэлектродное.

Основные недостатки:

  • трудность изготовления мишеней определенной формы и размеров из материалов высокой чистоты (наличие остаточных газов)
  • сложность контроля процессов распыления и управления ими
  • низкая скорость роста пленок