1598005400-e4d976f05e65a6df0c91dae52ce6f965 (811206), страница 9
Текст из файла (страница 9)
2.2Л.З Реактивное испарение Создавая условия для химического взаимодействия содержащихся в паре частиц различных веществ либо в процессе их перемещения от источника к подложке, либо непосредственно на поверхности подложки, можно получать пленки различных сплавов и соединений. Протекание процесса реактивного испарения, безусловно, зависит от кинетических и термодинамических свойств определенной системы паров.
Эффективность процесса осаждения испаренных веществ значительно возрастает при повышении реакционной способности частиц пара. Одним из способов повышения реакционной способности является ионизация частиц пара посредством их б омбардировки быстрыми электронами, испускаемыми нагретым источником. Другой способ заключается в том, что ионы одного из взаимодействующих компонентов создают с помощью тлеющего разряда, через который проходят частицы других компонентов. Этот метод, называемый «активнрованным реактивным испарением», успешно применяется для получения пленок смеси оксидов индия и олова ((ТО) и Ситб с очень хорошими оптическими и электрическими свойствами.
Еще один метод повышения эффективности процесса осаждения состоит в получении атомарных форм стабильных двухатомных молекул, в том числе О, (для осуществления окисления), Нт (при осаждении гидридов) и 1т(я (при получении нитридов). К примеру, пленки гидрогенизированного аморфного кремния осаждают при испарении Я в присутствии атомарного водорода, 42 Глааа 2 получаемого посредством пиролиза Н, на раскаленной воль- фрамовой нити [7]. 2.2Л.4 Иаларитали Температуру материала, предназначенного для испарения, можно повысить путем прямого или косвенного нагрева. Наиболее простым и общепринятым является метод резистивного нагрева нити или лодочки, на которые помещают испаряемый материал, Промышленность выпускает нити и лодочки [2, 3] разнообразных форм и размеров из ряда материалов, предназначенные для испарения широкого набора веществ и различных областей применения.
Для нескольких стандартных испарителей распределение паров испаряемых веществ по направлениям хорошо известно и рассмотрено в учебниках. При изотропном испарении из точечного испарителя скорость осаждения частиц на поверхность плоского приемника пропорциональна сов О(г' („закон косинуса" Кнудсена). Здесь г — расстояние между приемником и испарителем, а О в угол между направлением испарения н нормалью к поверхности приемника.
При использовании испарителя малой площади скорость осаждения частиц на поверхность плоского приемника, параллельную поверхности испарения, пропорциональна соз'О/г'. Для испарения материалов с высоким давлением паров, в том числе полупроводников, обычно применяют точечные источники испарения и испарители прямоканального типа. На рис. 2.1 показаны три типа таких испарнтелей. Благодаря узкому выходному отверстию пары находятся внутри нспарнтеля в однородном и равновесном состоянии, Испаритель, применяемый в нашей лаборатории для испарения Сбб и аналогичных материалов, представляет собой кварцевый баллон с узким горлом. Отверстие для выхода паров снабжено молибденовой заслонкой конической формы, установленной в верхней части баллона. В баллон загружают спеченный порошок СдЬ и его нагрев осуществляют с помощью цилиндрического молибденового нагревателя, окруженного тепловым экраном нз волокнистого диэлектрического материала и тантала.
Другой вариант конструкции такого испарнтеля, используемого исследователями из университета шт. Делавэр (США) для управляемого испарения (СЫп) 5, представляет собой два коаксиальных графитовых испарителя, окруженных цилиндрическим танталовым нагревателем резистивного типа. Необходимое соотношение между скоростями испарения СОБ и Хп8 прн наличии одного нагревателя устанавливается путем подбора физических параметров коаксиальных нспарителей. Метод осаждения пленок с использованием нескольких ис- Методы осаждения тонкик пленок л» !т е Рпс.
2.1, Схемы устройства различных испарителей; о) испарение Сбз: 2 — кварцевый тигель, 2 — модибденовый нагреватель; 2 — тантале. пый тепловой экран, 4 — кварцевая вата, б — теплоизолирующий волоквнстый материзд на основе А!гег, 6 — термопара, 7 — порошок С45; б) испарение сплава Еплсб 5: 2 — объем, заполняемый Саз, 2 — объем заполняемый Хпз, 3 — камера для смешения испаряемык веществ, 4 — выходное отверстие для С25 регулнруемога размера, б — фильтр, б — крышка с выкодным отверстием, 7 — термопара. е) испареяие ЯО: ! — заслонка, 2 — молибденовый контейнер; 2 — порошок; 4 — канал для испаряемого вещества.
парителей имеет важное значение для технологии изготовления многослойных структур, а также для получения сплавов и полупроводников заданного состава. Посредством изменения температуры подложки можно регулировать давление паров компонентов, а также, что не менее важно, воздействовать на относительные коэффициенты прилипания и термодинамически равновесное состояние различных составляющих пара. Благодаря этому метод осаждения с использованием нескольких испарителей при соответствующем температурном контроле идеально подходит для выращивания пленок многокомпонентных полупроводников определенного состава и широко применяется для получения пленок соединений 1Ч вЂ” 'у71, П вЂ” Ч! и П1 — ту групп периодической системы элемеуутов.
В табл. 2.2 указаны некоторые особенности и параметры процесса испарения, а также рекомендуемые испарители для материалов, которые могут быть использованы в солнечных элементах. 2.2Д.5 Вакуумное оборудование Для осуществления вакуумного испарения необходима система с определенным уровнем вакуума, снабженная аппаратурой для анализа остаточных газов. Вакуумные системы на основе диффурионного насоса и вспомогательного форвакуумного насоса, обеспечивающие давление !О 4...10 бПа, по-прежнему наиболее часто используются в технологических комплексах для создания тонких пленок в основном благодаря небольшой стоимости, простоте и высокой скорости откачки. При использовании в диффузионном насосе специальных масел (например, полифенилового эфира), криогенного отражателя и Глава 2 к й к Е й О» й с х ой »о с» сч о о » о о о.
о. с к й о о СО о а о к ! о к« ка с со» с о» сч о с»м м1»'с»о сч Ф х „ов к»о о счсчсчс с с с с со с с'» м сч сч «» с'» со о — — о сч — ь х Ф й с ак с с 'О к йк ~о о ос«ос«ос.о сос-счво со «сосо«»«»с»со мссмо о» Ж со с» % с» м о» о ч с» о с мо к»»' й Р ! х й «. сч с- со сч м о о о о со со о» о» со о сч с'сл ~мосои» сч сч с» с» сч со сч м х Ь' а о й м1 соска»о»со«с о»соососч о сч о» ь. со с "м" о со сч сч И»/» 'чс»онс«нц й ю к к «, » о й < ~ < СО СО Сй О й", Ыаассм х" к с Ф с о х ц .с о,с й с о» с» х о йй хо = х о« о ох Ра с» с» о с х о к к к к к оа оо к„ хо а с" фй йк х Я о о ххо а Я с х х й х ь, о й х » ох о х ох о с о кх о о х х ххй о ао хх, «5, хк хо с к о х йах х- .2'с»» .л ,„- а ах лх ох хох о -око Б к В о. Методы осаждения тонких пленок О ь о о о. о а ~»а » ао н 5! ь„а .ао с .но о сс оа о на л а» ажа»и а о а,с о и а~кто»2 п~ Йн О й! Е" а сл и„ на».
а а а с ! ~ ! ~ !1~ ~ ~ ~1~! а ! а а 3 а с а *о7 с' аао а а 8 ~ ~ ~ ь са ч ~ ~ь аа » а.асс а х „с я й ! с а Йь с» с й'Я со с и ла а х иаьл -ссн й с ь а ьсо со ~ ь са с» са 1 т С» СЧ СЧ ь о ь ь сч ььь ь СЧ 1СЫ » н л анас» я с а и л д х к а а нн й и а о» »,с О ! Я!~3 5 а. с я на/л 'члааклаатт 1 со сч с» ~с са сч са счо с ь с» ь а с ч' аа~ сасч $ ! с 3 и а аа 5 с я Е о .о о о н о о ас.о О О О О о Π— 1~'лтот си хс аа "\ с ас а а » н я Дь нО :О О 1~ 1~ ~1»»Л Л О иО~р 6» й О Иььь а -СЧ .ОСЧ ач ь асч ох х ф а ю с а ос~ й о а н н н и й схй с с" с о наа оно 1'~с~ н се н с а с к а 3 л н » с сл л с а а с » Главе 2 46 о'~ Е ЗЯе сч Ю ЮЮ с сч З— й !! !! !! ос ф~ ! о Ои Л!! о о с'о Е; се; Ф ! ч 4 о « о у о у х с "ос а ф с Е *ОГ ао В с с ас а 3 Е Ес с с.
х « асс с" „х 3 Я ю !Ю Ю Я х х М О $ о с $ ф ! о а о Ю Я! а « с , со/3 'чеэонвосд Е « Е« с а а с е с Е М о « с Я с о с с о с с с ух у оа ос ео а Е х Я~ЯЗ!!3 Ю 3 с ЮЗ С оЮсОЮСЧ о салюс сч ю во "с иГч' % о с ф о ф ~о'- с фч Я . у с С1 фо ~'лю !фф !! 'ч' ф ~ 6Ы! хсс~ДЯЯ о.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
