Майсел Л. - Справочник - Технология тонких плёнок (1051257), страница 30
Текст из файла (страница 30)
Широко используются пряманакэльные зффузионные ячейки (232 †2), электронные пуш« ки (230, 237) к проволочные кольцевые испарители (233[ Для исключения взаимного загрязнения нспзрители должны быть рззделевы экраивми; эти экраны экрзнируют один испзрнтель от перов другого, но не закрывают подложку. Для облегчения независимой установки температуры осуществляют тепловую изоляцию нспарнтелей (233). Испзрение двух материалов при различных температурах с последую.
щей их совместной конденсацией на одной и той же подложке исключает проблемы фракционирования и рэзложения, которые встречаются прк непосредственном испарении большинства сплавов и определенных соединений. Возможно также проводить совместное осзждеиие веществ, которые 116 й. Испарение соединений, сплавов н смесей Ае сов ф сов 0 Рг р' (ТВ, пге (741 где Аа — площадь испарения; ф, 0 — угол испарения и падения соответ ственно; г — расстояние от испарителя до данной точки подложки.
При выводе этого выражения величина М, была выражена через соответствую. щее давление газа, попадающего на подложку, см. уравнение (37), а величина М вЂ” через скорость испарения по массе, см. уравнения (48) и (49). Большинство металлов и согласованно испаряемых соединений имеюг малые равновесные давления при обычных температурах подложки Тз. Следовательно, величина Р„во много раз больше равновесного давлении ра (Т,). Известно, что если пар сильно пересыщен по отношению к темпе.
ратуре подложки, то конденсация происходит обычно с аа = 1. Тогда состав пленки сплава или металлакерамнческой пленки определяется давлением р„-компонентов соединения на подложке. Контроль состава пленки можно осуществлять тогда по непосредственному измерению плотности частиц в потоке пара с помощью ионнзационного метода [236, 240, 245), резонанса на кристалле кварца [238, 250), электромагнитного микробалансе [253) или методов, чувствительных к передаче импульса от соударяю. щейся частицы [243, 244).
Два контролирующих датчика располагаюг таким образом, чтобы каждый регястрировал поток пара тольио от одного нз испарителей. Для получения необходимой скорости конденсации вручную подбирают температуры испарителей нли же для автоматической подстройки на желаемом уровне используют электрический сигнал от датчи. ка. Система обратной свизи в соединении с ионизационным датчиком поз воляет контролировать состав пленок с точностью в пределах ~ 1...2% [240, 246). Одной нз общих проблем является нахождение такого расположения испарнтелей, при котором площадь подложки была бы равномерно экс.
понирована длэ обоих потоков паров. В соответствия с уравнением (741 эффективное давление пара Р„завнснт от угла падения О. Йесмотря на то, что изменение толщины пленки на несколько процентов часто бывает приемлемым, однако следует учитывать, что различие в углах падении !П не образуют нн соединений, ни твердых растворов. Вследствие беспорядоч. ного подхода отдельных атомов к понерхностн и нх ограниченной подввжности в адсорбироаанном состоянии многофазиые пленки обычно состоят из частиц очень малого размера, которые распределены однородно.
Примером являются пленки резисторов из керамических окислов н металлов (керметы), миогофазная природа которых становится очевидной лишь после отжнга н рекристаллнзацни [239). Сегрегация фаз может быть тахже по. давлена в бинарных металлических системах.
Это было показано Мейлером [240), который при конденсации на подложки, охлажденные до температуры жидкого азота, получил метастабильные пленки сплавов. В табл. 14 приведены нсиаряемые вещества, экспериментальные условия испарения н свойства пленок. Целью метода двух испарителей является получение пленок заданного состава. Основной проблемой етого метода являетсв контроль скоростей конденсации компонентов пленки и поддержание их в точном соотношении. Скорости конденсации в первую очередь определяются равновесным давлением испаряемого вещества р' (Тз) при температу.
ре испарения. Поскольку испарение равновероятно во все стороны, то ^лотность частиц уменьшается с увеличением расстояния от исварителя. Длэ нспарнтеля с малой поверхностью н характеристикой испарения, соот. ветствующей уравнению (52), можно записать давление паров р„ иа пов ложке в виде х ай х !. Оо ! С !. о ф й! О О х о ы й хай х д ы ной й о ййй ай ы й х о х й о х~ х й й '" с. й о снох С~ ~~й й , ОХО с с'. ы х й х х и !ы Со Я ! й"! '! ! О оа ! ! ОО с'! о х х а В й йй 5 ! х ! О О О О О й о о й О й й ° ! О. о, + и.
о! Я 1! СЪ + (З 1! + Ы Ъ Э '! ~! э и й $ 2 х х х о х 2 ы ы х о о О О !о с й о й й йй Бойй ! ойй й й х СО и „о о ы Л о й ~.3 ы й ! й й. с!,„. — о. и и й ~:ч ы о й /,! й о й ы ! О. й й о Гл. 1. Вакуумное й й й с и й в. а о и о испарение Л й ы с х й О. !. О й ой Бы 'О й сс йВ со Й ы ы с.! 6. Испаренне соединений, сплавов н смесей о д. в. д д Ф сЪ Сч ь о ! ь Э' о ь ь ь ! ! 1 сь ь ь ! ь ! ь ! о !! Ю + О !! + + !! д о х д д д д д х д д д д д од д од ~о О с с й-.
ф УЪ д д д ~ ,н. о до до й О Ж !! О + О ОЪ ом д .. Оь ь о о д д о д д. д дд,д сп о о О Х д д д д ~ о о р о Э дЦ ода о дед е:(* Ик ддо о до ро о.д И о ддд док пмк д д хо о о о ддоь ддх д о, ° и о 6~~~ д о „,. О="н оОь д х х д 1 кх хм до н к $ до д д Яд О А и "1 ° и о д! ь йл 1 д 4 $ Д д Ю н д к "о Д5 . о. д о да о, ' д. х а д дь д до о о„д д оь д до о д д х о 3 хй~ дод ко ох д о Гл. 1. Ваиуумиее иепареиие У х" до й С4 х ок а д 'о к.х о дх ~л Ф 6 'о к с с е о к 1 "У Й'к й ~й о Б~ ~ ф 8 а о $ о й Д о„', 5х о~ о 3 о к и Ы х».
~о д од хи о и о. хи да $ х О х $~ х д с о с С к с Ы х о ь л с с с о' Й 4 д" д о к к о с с а ж мо О" », 'Й хо о ю х х дк ад о д ах х и о й д о х д ои д д х» ох "», к а Я» х о а,х до д х и д М) д х х х 'о х» ю о 1" » и Р,д доем х о о дд о хх о о ахи х ах о к х $ оД хд ход х й«я о,~» дух до ох до-до о х о ах а дохи Г од о хах с х Я о» о к о о .с о и д д 3 х д х хсс 1о о о иа . д" хэ к д д х 1~до кхи »х д. |од ход х и х Ф х дк и дух о ах хоо х оо и х хх х Ю .
д и 1» охах Од ~д х Й и о, д7 о х ~ „О 1 и хов д ок.а И хо оо х х М х д 'к д. ю х д х х,", хди Л кх~ З о од и »о~о до охй дО д д,од д х о до до~~ ~да дд Я Ях Ц о о о о» о Йо !! хж йд хК о д и В хд о кх о Я д Ф до к "' Ох> дд од дд о хо од х дк д У~5 ЫР б. Испарение соеннненнй, спннвев н смесей ч к о. ч о с ч оа аь ко а а" д а о дк~ к х ч ч с' д а з о 3 з о сь х М! цк бц з8 а1 1к с«.$ ОО з да ч к а п« Лц о1~ и О + «а О Ж + ц ао с о~ Ю х до а д"З д каня а ~ Ф 3." Нам з«а цда ч ч о к о с д ~юИ д дод ч з д о о ча о х.сд ц ч с' а д к адоь О оо к1к хо дна дзх к х, цд на о н оо !~а ОД 3 сЛ к оа О ч «с !О ! а а адне с«с к д а д.Н ь ооа ао о о о.
« цчк а о .ах а «1 о.а = да о о дч Р.ьаох ахо сд к о з а ь к а ой до зц а чзз ч д О зч до цо, доо д О ч чча ф аО Н а а ч хь Зад д к а ах 1« а а ч ах о с д йк АЗ а д д, да -"до нкао ОООК ч~с,о ач ч д цц С« ,с с« з д д д а од, аЮ д а 2 «с ! х д д ! дд о ч дан ч д а ф до "~ сч ч о цаао а нд Л ~:: ОХ И~~ а ° „д здоЫ д адч1 как д анка ач с«1 нццьаа а'с к е ~з сйк з ч ь и о. ц1 а В! !! к а" аа дно ч "ь!! $~ д ч а Ж ак з! коей~ ь ча .ч мак«О Вакуумное нспаренне !"н.
!. о а но о о "ао ах о с Ю о ! й' о о«» а 1Ф во ко с! ! Я х ! О '~а о о а а о Ь о с х Й й-! а'е ! о о !! к !» кл о«л 'Й!! ас О с о а !о в~ о! !« „во ах о аа.о о а ох ~ ы„!»«ох 3~ вы а, ысхв Йв Носххса х.о „х ЙвО' «- х, х ахЕ в о в "ох о со Ы х х хе» о. к ыю'ос О в с в Й о ..О о! О~ О в «»,«.» о хо ао со» х с Я с о кнсв Й оЕ С Хо а.
ЙЙО х' в'« вЙавйх хыс»хо х ва хо о' о ах к мохк с.ох Х~ о айно Й ох Й нох к с ! х о~~,х вк Хы к,н к 'Е ., в х а.о с «в ы х с с « а с а ы ы х о о л ЬИ вЂ” а х е» ~о о.! Йси ! а. ' х х Й х Й «1 ! ф в с хх о »," ко ое с !« ос" !- ! ос в! в х х с ыу я х о" Я„~о ~~х х х х и х х ко х в ох к С й «» «»л с ХХ о» о» 1~„) о »е о з х о~ ! ! х ! Вн! о х в и ! ~ЯОО хх Й х в ч» х «:! х~с Е о о с й" с. Е в о с со с в 4 Й ай !о с в сО оса" Й '!! с в Ок х б.
Испарепне соединений, сплавов н смесей Рнс. ЗЗ. Испарение нч двух нспнрнтепеа, обеспечиваюЮее полученче п.тепоч с переменнмм составом. Это различие отражено в величинах давления паров составляющих, кото. рые меньше над соединением и больше иад чистыми злементамн. Описываемая ситуация поназаиа на рис. 40 для случая Сббе. При заданных давлениях составляющих р„нзд поверхностью подложки существует широкая область температур, внутри которой пары пересыщены по отношению к соединению, но не к элементам.
Степень пересыщения, необходимая для осаждения соединения, зависит от коэффициентов конденсации а„которые обычно заранее не известны. Гюнтер экспериментально определил коэффициенты конденсации Сб и Зее и получил отсюда величины температур и падающего потока пара, при которых может образовываться только соединение [248). Как видно из табл. 14, стехиометрический состав пленок СдЗе, полученных при 200' С при потоке паров Сб 2 Х 10'е см-' ° с-', наблюдается только в том случае, если поток Ье меняется в пределах от 10те до 10" см-с с-'. Эта степень свободы в величине отношения потоков составляющих получила название стехнометрического интервала [248).
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
