Жұқа қабыршықтардың балқу температурасын анықтау әдістемесі

Жұмыс түрі: Материал
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 8 бет
Таңдаулыға:

1 Әдеби шолу
1.1 Жұқа қабыршықтардың балқу температурасын анықтау әдістемесін әзірлеу
Жұқа қабыршықтарды алудын әдістерін физикалық деп бөлуге болады
(конденсация) (PVD - физикалық будың тұнбасы) [1], химиялық [2-3] және
газ фазалық химиялық әдістер (CVD) [4-6], олар аралық болып табылады
тозаңдану процесі жүзеге асырылғаннан бастап физикалық және химиялық арасындағы
затты газ тәрізді күйге айналдырумен байланысты, содан кейін, кезінде
химиялық реакция, ол субстратқа шығарылады. Өндіріс әдістері
қабыршықтар жабу жылдамдығы мен ауқымына қарай өзгеруі мүмкін
қол жетімді қалыңдығы. PVD және CVD үшін тұндыру жылдамдығы болуы мүмкін
шектер 1 ... 1000 микрон сағ құрайды, ал алынған үлгілердің қалыңдығы
0,01 ... 10 (100) микрон. Жылдамдықтың химиялық әдістерін қолданған кезде
100 ... 1000 мкм сағ құрайды, ал қабыршықтар қалыңдығы - 0,1 ... 1000 мкм; жарылғыш
(детонация) және плазмалық әдістер үлгілерді тұндыруға мүмкіндік береді
жылдамдығы 10 ... 100 мм сағ дейін, ал қалыңдығы 0,1 ... 10 мм пленкаларды алады.
Пленкаларды алуға арналған төсеніштер де сәйкес болуы керек
белгілі бір талаптарға сәйкес. Негізгі оларға қойылатын талаптар
механикалық, химиялық, физикалық және кристаллографиялық қасиеттері [7].
Механикалық қасиеттерге өңдеу тазалығы, кедір-бұдырлықты жатқызуға болады,
механикалық беріктігі, қаттылығы, термиялық кеңею коэффициенті және
т. б. химиялық - пленкаларды жағу алдында тазалаудың төсеніштерінің тұрақтылығы,
пленкамен оны жасау және пайдалану кезінде өзара іс-қимыл жасау қабілеті
қатты ерітінділер, беттік фазалар және т. б. немесе керісінше,
пленка материалына қатысты толық индифференттілік. Бірі-жеке
және рекристализация температурасын атап өткен жөн, өйткені бұл
процестер, әдетте, алынған кезде және одан әрі
термоөңдеу пленка. Кристаллографиялық сипаттамалар мағынасы бар
сапалы бағдарланған жабындарды алу кезінде, қажет болғанда,
пленканың кристалды торының параметрлері және іс жүзінде
1. Нысананы бүрку кезінде бейтарап бөлшектермен тозаңдату
зарядталған иондардың (көбінесе
бұл Ar+
с энергиясы 0,1-10 кэВ). Бұл тәсілдерге магнетрондар жатады
(осы құрылғылардағы аса жоғары жиілікті (АЖЖ) тербелістер
нәтижесінде зарядталған электр және магнит өрісі
бөлшектер күрделі спирал тәрізді траекториялар бойынша қозғалады және
жоғары энергия) [14-16], ионды-сәулелі бүрку [17], диодтық және триодтық
жүйесі. Соңғылары қосымша жылдамдатушы және басқарушы пайдаланады
электрод.
2. Зарядталған бөлшектермен тозаңдату (плазма жағу процесінде
өспелі үлдірдің үстіңгі қабатымен әрекеттеседі және иондарды бейтараптандырады
тікелей төсекте). Алудың осы тәсілдеріне тұндыру жатады
в тлеющем, магнетронном және дуговом разрядтарында [18].
3. Термиялық тозаңдану. Бұл шын мәнінде термикалық, жалын,
жарылғыш булану, Жарық доғасындағы қыздыру, сондай-ақ плазмалық тозаңдану.
Зарядталған бөлшектердің конденсациясы кезінде-
Термиялық тозаңдандыруды қолданғаннан 100 есе жоғары, сондықтан,
тиісінше, алынған пленкалардың адгезиясы әлдеқайда көп.
Активтендіру және алдын ала
затты газ тәрізді күйге ауыстыру термиялық болуы мүмкін,
плазмалық, фотондық, лазерлік және т. б. газофазалық қасиеттерінің бірі
тәсілдерін алу мүмкіндігі болып табылады үлкен мөлшері бойынша және біртекті бойынша
қалыңдықтағы пленкалардың үстіңгі қабатының қалыңдығы [19]. Бақылауды жүзеге асыру
синтез процесіндегі жабын қалыңдығы спектрофотометриялық әдіспен болуы мүмкін,
кварцты резонанстық пластиналардың-куәлардың жиілігін Өзгертуді өлшеу жолымен
жабынның қалыңдығына, гравиметриялық және т. б. байланысты.
Жұқа пленкаларды алудың кейбір әдістерін қарастырайық.
1. Термовакуумдық (резистивті) булану. Металдардың булануы
10-2 вакуумда резистивті қыздырумен
-10-3 Па. Сіз жабу алуға болады
алюминий, күміс сияқты әртүрлі материалдар (негізінен металдар),
мыс, мырыш, кадмий, хром, никель, кобальт, кремний. Артықшылықтарға тұр
шөгудің жоғары жылдамдығы мен жабын алу мүмкіндігін жатқызуға
үлкен қалыңдық. Кемшіліктер өте тығыз емес құрылым
механикалық қасиеттері төмен [20-21].
2. Электронды-сәулелік булану. Материалдар буланады
қосымша иондалған электрондық бума.
Булану 10-4 вакуумында болады
...10-3 Па реактивті
газдардың Реактивті газдар ретінде N2, O2, CH4 болуы мүмкін. Бұл әдіс
металл пленкаларын алуға болады: Al, Ag, Cu,Ti, Cr, Ni, Co, Si, сондай-ақ
керамикалық: TiN, ZrN, ТіС, ZrС, TiСN, ZrСN, Al2О3, ТіО2, ЅіО2, ZrО2, ZrО2У2О3.
Бұл әдістің артықшылығы-тұндыру жылдамдығы жоғары,
үлкен қалыңдықтағы (200 мкм дейін) және жоғары жабындарды алу мүмкіндігі
алынған пленкалардың тазалығы (ең аз қоспалар). Кемшіліктерге жатқызу керек
қалыңдық пен стехиометрияның біркелкілігін құру қиындықтары.
3. Лазерлік булану (абляция). Құрамы бойынша әртүрлі булану
лазерлік импульстің көмегімен, оның ұзақтығы
микросекундтан фемтосекундқа дейін түрленеді. Процесс кезінде жүзеге асырылады
жоғары вакуум жағдайында төсеніш температурасы 25350°С, жұмыс қысымы
шамамен 10-4 Па. Бұл әдіс үшін функционалдық пленкаларды алуға мүмкіндік береді
микроэлектроника: Sb2S3, As2S3, SrTiO3, BaTiO3, GaAs және жоғары сапалы
Алмаз тәрізді жабындар (DLC) [22]. Осы әдістің артықшылықтары
күрделі қосылыстар мен ең аз мөлшерін алу болып табылады
алынған үлгілердегі қоспалар. Алайда, оның күрделілігін атап өту керек
іске асыру.
4. Вакуумдық-доғалық булану. Материалдың булануы кезінде болады
доғалы разрядты катодты дақта қыздыру. Жабу кезінде шөгіледі
плазмалық разрядты иондармен бір мезгілде өзара әрекеттесуі. Булану
10-3 вакуумында болады
...10-2 Па реактивті газдарды қолдану. В
реактивті газдар ретінде 0,01 қысым кезінде N2, O2, CH4 болуы мүмкін...1 Па,
Т = 300...600°С. бұл әдіспен металл пленкаларын алуға болады: Ti, Zr, Hf, Cr,
Ta, ni, Со, Si, MCrAlY (M=Ni, Co), қосылыстар: TiN, Crn, CrN, ti С, Ti С N, ZrСN,
TiAlN, Alcrn, ТіО2, Sio2, нанокомпозитов: Sic Si3N4, Bn Si3N4,
Алмаз тәрізді жабындар DLC. Кемшіліктерге мыналарды жатқызуға болады:
алынатын үлгілерінің құрылымы
пленкалардың шөгуі салыстырмалы жоғары температураларда болады.
5. Магнетронды бүрку. Нысананың материалын иондық тозаңдату
магнетрондық разрядта, жұмыс ортасы ретінде Ar таза газдар қолданылады,
N2, O2, CH4 қысымы Р = 0,05 - 1 Па, үлгілерді алу температурасы
60...6000°С. кез келген пленкаларды алуға мүмкіндік береді. Әдіс қамтамасыз етеді
тығыз микро - (нано -) кристалдық құрылымы металл және
керамикалық жабындар. Алынған пленкаларда толық жоқ
металл тамшылы фаза, төмендеу кезінде жабу мүмкіндігі
температураларда жабындарды термосезімталатын материалдарға тұндыруға мүмкіндік береді.
Әдістің артықшылығы, сондай-ақ жоғары отырғызу жылдамдығы және талап етілетін
металл және керамикалық жабындардың қасиеттері. Кемшілігі
керамикалық үлгілерді алу кезіндегі әдісті іске асырудың техникалық күрделілігі
және жабдықтың салыстырмалы жоғары құны
6. Ионды-плазмалық тозаңдану. Нысананы тозаңдату жүзеге асырылады
төмен қысымды газ разрядты плазма иондарымен материалды бомбалағанда,
термокатод пен анод арасында қолдау көрсетіледі. Салыстырғанда
катодтық тозаңдану, ионды-плазмалық тозаңдану
жоғары вакуум (~ 0,67 Па), бұл әлдеқайда аз мазмұнды қамтамасыз етеді
алынған пленкаларда қоспалар. Плазмалық қоректену электр тізбектері
бұл жағдайда разряд және нысаналар тәуелсіз. Әртүрлі қарастырайық
бұл әдістің түрлері.
Нысанаға тұрақты әлеуеті бар үшодтық схема. Бұл жағдайда,
бүріккіш материалдың нысаны тұрақты теріс
плазма әлеуетіне қатысты потенциал. Осындай тәсілмен тозаңдатылған
атомдар параллель нысанаға шөгеді.
Оқшауланған көзі бар триодты схема-плазма
оқшауланған қосалқы камерада, күшті магнит өрісі
содан кейін тарату камерасына жіберілетін ион шоғыры, онда
нысан орналасқан. Нысанаға теріс әлеует беріледі,
материалды бүрку үшін жеткілікті.
Магнетронды бүрку. Плазмалық разряд облыста концентрацияланады
магнетронның электр магнит өрісіне көлденең
қозғалыс ұзындығын арттыру есебінен газдың иондану дәрежесін күшейтуге мүмкіндік береді
анод айналасында спиральді траекториялар бойынша электрондарды шоғырландыру және иондар шоғырландыру
шашыраңқы нысанадағы плазма. Егер жоғары жиілікті пайдалансаңыз (жж)
потенциал, онда қосымша электродтар қажет емес. 13,56 жиілігінде
мегагерц плазма электрондары аралығында тербелмелі қозғалыстар жасайды
газ атомдарымен соқтығысулар арасындағы уақыт пен энергия алады
иондау үшін жеткілікті. Бұл әдіс RF-магнетрон деп аталды
тозаңдану. Ол аморфты ... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.