1598005400-e4d976f05e65a6df0c91dae52ce6f965 (811206), страница 26
Текст из файла (страница 26)
2:1 Глава 2 )гг Состав ванны Металл нлн сплав Канпонентм Химическое 53 30 90 Кислотная ванна 10 50 30 10 Щелочная ванна 90 84 Со Р41 2 160 мл(л 26 Лп 21,6 1,34 1,49 0,75 55 2,0 3 10 КНС12'он О Гизрофосфит натния (НаН2Р02 Н20) Гилроксиацетат нат- рия (НОСН2000)4а) квс12 6Н,О НаН,РО, Н,О Лиааоннокислый нат- рий ()(ааС4Н202. 2Н20) ' Р(н,с! ~ Сн50, 5Н.О Виннокнслый калий — натрий (КваС4Н402. Н20) ( КаОН Форатальлегнд 1 РДС)2 НН40Н (22 вао) НН4С) ! Найаро Н20 ! КСН 1 ктао(СН)2 ' КОН ( КвН, ййСН ЫаСН (т(аОН Диметиламинборан ((сна)аннвнт) Тиомочевина Температура, Калнчество с вещества.
г)л 50 3,6 22 3,8 10 13 75 1! 2 Методы осаждения тонких пленок Продоллсение Л итературэ Анод К атод оса жденне 4...6 8...10 [14от] ПлОтнОсть тока, А1дма Напряжение на ванне, В Относпение площадей анода и катода Ч 24 Глава 2 ской восстановительной. Преимущество данного метода перед другими методами получения пленок СигБ состоит в возможности более точного контроля процесса осаждения благодаря его большей продолжительности и исключению из числа реагентов нестабильных солей меди. 2,32аз Химическое ики автокатавитическое осаждеиие Так же как и при электролитическом осаждении, в процессе химического осаждения происходит восстановление ионов металла с образованием осаждаемого вещества, однако в данном случае внешний источник энергии, генерирующий электроны, не применяется. Вместо этого для активации процесса осаждения используется каталитически активная поверхность, причем для дальнейшего протекания реакции необходимо, чтобы сам металл был катализатором.
Наличие в растворе электронов, участвующих в реакции восстановления, обеспечивает восстановитель. Поскольку осаждаемые металлы должны обладать каталитической активностью, данный метод применим для получения пленок ограниченного числа металлов. В табл. 2.10 приведены типичные параметры процесса осаждения ряда металлов. Достоинства метода химического осаждения состоят в следующем: 1) возможно осаждение очень однородных пленок без утолщений по краям и на выпуклых участках подложки; 2) получаемые пленки обладают меньшей пористостью, чем электро- осажденные пленки; 3) возможно осаждение пленок на непроводящие подложки после предварительной обработки, придающей их поверхности каталитическую активность. 2.3.7 Анодирование Анодирование представляет собой разновидность процесса термического окисления, осуществляемого в электрическом поле [152[.
Анод, изготовленный из металла, на который должно быть нанесено покрытие, погружают в кислородсодержащий электролит, в качестве которого может применяться водный пли безводный солевой раствор, а также расплав соли. Осаждение можно проводить при постоянном напряжении [153] или постоянном токе. В первом случае при погружении металла на продолжительное время в электролитическую ванну получают пленки воспроизводимой толщины, которая зависит от приложенного напряжения. Величину, равную отношению толщины пленки к приложенному напряжению, называют константой роста анодной пленки. В табл. 2.11 представлены константы роста анодной пленки для различных металлов. Недостаток процесса анодирования, осуществляемого при постоянном напряжении, состоит в том, что на начальных стадиях роста пленки необходимо обеспечить токи очень высокой плотности.
Подобной проб- 125 еахсесэситс Ю о ими 'имнэнп ее ижеос иен с'4 <Р - е е е и и э м е тт о с. э о е о ~.В.- Х с о "см Р о ° о с и с а \ о х иххэв йх ооом ха о с сэ л К эинэж вален дон .вееииэмвтт с» о эе о. [ о «3 сэ со о" .м ой см и о3 Е сэ со с сэ сэ о о. и о с с о с с в. с, и 3 с.
н о е о. и с о. о с и с. <Р о О со Я Х ~н о с х о с со о о с» о н пт» О ой Х Х Х О ы е О.о сэ с |Р се „о с о о ~ ар О он с л О ' о т а о О О ос О ое о 'о О О еэ ехонв ееипэсвтт эс о а и :и и и Е Методы осаждения тонких пленок э сэ ос о р с о по см'в.„э М се од е е ~ ооо сссс.с и „с жс си ом н а и о"мсх со сет «с сй 126 Глава 2 лемы не возникает при проведении анодирования в режиме постоянного тока, когда толщина получаемой пленки прямо пропорциональна продолжительности процесса. Однако при увеличении толщины оксидной пленки падение напряжения на ней неизбежно возрастает. Предельные значения напряжения и, следовательно, толщины пленки достигаются к моменту ее пробоя.
Предельная толщина пленок для различных металлов приведена в табл. 2.11. Возможность получения сплошных пленок зависит от рН электролита. При очень высокой или очень низкой кислотности ванны пленки будут растворяться в процессе роста, что приведет к образованию пористой структуры 1!54). При оптимальном значении рН сплошные анодные оксидные пленки могут быть получены на различных металлах, включая А1, Та, 1чЬ, 51, Т1 и Хг. Конечная толщина пленки определяется видом металла, приложенным напряжением, температурой ванны и временем, в течение которого металл находится в электролите.
Конечная толщина пленки, выращиваемой в режиме постоянного тока, зависит, в частности, от степени чистоты подложки и электролита, поскольку наличие примесей вызывает пробой пленкипри более низком напряжении. В настоящее время установлено, что при анодировании Та, А1, ХЬ и 51 ионы металла и кислорода обладают приблизительно одинаковой подвижностью. Что касается анодирования Еп, то рост анодной пленки обусловлен переносом ионов кислорода 1155).
При анодировании образуются сплошные оксидные пленки аморфной структуры, повторяющие рельеф поверхности подложки. Анодирование полупроводников играет важную роль в производстве приборов и применяется для очерчивания границ структуры и областей расположения р — п-переходов, пассивации поверхности полупроводниковых приборов и создания оксидных пленок для приборов со структурой металл — оксид— полупроводник.
Анодирование Ое 11561 и 51 [157, 1581 проводят для получения оксидов этих веществ. При анодировании С4 11591 и В1 в сульфидиой ванне получают поликристаллические пленки соответственно и-С85 и и-В45в. Процесс анодирования можно осуществлять как при постоянном напряжении, так и при постоянном токе. В табл. 2.11 приведены составы электролитов и параметры процесса анодирования различных металлов. 2.3.8 Электрофорез При проведении электрофореза на электроде осаждаются электрически заряженные частицы вещества, диспергированные в жидкой среде. Только что осажденные покрытия представляют Методы осаждения тонкик ппенок 127 собой рыхлые пленки, механически не связанные с поверхностью подложки.
Для получения плотных и механически прочных покрытий с высокой адгезией требуется их дальнейшая обработка. Обычно она включает уплотнение пленки под давлением и тсрмообработку, при которой удаляются остатки суспензни и происходит спекание частиц пленки. Электрофорез обеспечивает широкие возможности для осаждения как проводящих, так и непроводящих материалов, в том числе металлов, сплавов, солей, оксидов, тугоплавких соединений, полимеров и многослойных структур. Особые преимущества этого метода состоят в следующем: 1) практически любое порошкообразное вещество может быть осаждено на любую проводящую подложку; 2) даже при сложной форме подложки получаемая пленка однородна по толщине; 3) возможно осаждение очень толстых покрытий, причем данный метод обеспечивает прецизионный контроль толщины; 4) при совместном осаждении нескольких веществ можно регулировать их относительную концентрацию; 5) продолжительность периода осаждения очень мала и составляет, как правило, от нескольких секунд до нескольких минут; 6) отходы осаждаемого вещества отсутст.
вуют. 2.3.В.1 Особенности метода Теоретическое рассмотрение процесса осаждения проведено рядом исследователей [163 в !66). При использовании данного метода требуется приготовление коллоидного раствора осаждаемого вещества. Частицы, образующие дисперсную фазу, получают либо путем измельчения крупнозернистого порошка с образованием частиц, имеющих размеры, характерные для коллоидов (от 1 до 500 нм), либо посредством соединения очень мелких частиц, обычно ионов или молекул, в более крупные образования необходимого размера.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
