Методы получения тонких пленок металлов, полупроводников, диэлектриков
Изучение теоретического материала предлагается проводить в соответствии с перечнем вопросов.
Испарение и конденсация в вакууме.
Ионно-плазменное (катодное) распыление.
Ионно-лучевое распыление.
Химические методы получения пленок. Химическое осаждение из газовой фазы.
Рост из жидкой фазы. Осаждение из химического раствора.
Твердофазные методы.
Классификация методов нанесения тонких пленок в вакууме представлена на рис. 2.
Рис. 2. Методы получения тонких пленок
Практическое занятие № 2
Способы подготовки поверхностей подложек для наращивания пленок
Изучение теоретического материала предлагается проводить в соответствии с перечнем вопросов.
Подготовка поверхности полупроводниковых кристаллов в технологии производства приборов на их основе, стадии процесса.
Методы контроля толщины, плоскопараллельности тонких пленок и качества обрабатываемой поверхности.
Элементы кристаллографии поверхности.
Особенности атомной структуры поверхности монокристаллов, диэлектриков и полупроводников.
Основные сверхструктуры на поверхности кремния, их обозначение.
Практическое занятие № 3
Методы контроля структуры и химического состава поверхности подложек и пленок
Изучение теоретического материала предлагается проводить в соответствии с перечнем вопросов.
Дифракция медленных электронов.
Дифракция быстрых электронов.
Электронография.
Просвечивающая электронная микроскопия.
Электронно-зондовый микроанализ.
Растровая электронная микроскопия.
Исследование морфологии поверхности подложек и пленок.
Электронная микроскопия реплик.
Электронная Оже-спектроскопия, рентгеновская фотоэлектронная спектроскопия, вторично-ионная масс-спектрометрия.
Для всех методов необходимо осветить физические явления, лежащие в основе процессов, принципиальную схему установки, применение метода для решения задач в области физики твердого тела, пример расшифровки экспериментального результата.
Практическое занятие № 4
Механизмы роста тонких пленок
Механизмы роста тонких пленок рассмотрим в соответствии с классификацией, как показано на рис. 3.
а - механизм роста по Франку и Ван дер Мерве; б – механизм роста пленок по Фольмеру и Веберу; в – механизм роста по Крастанову и Странскому
Рис. 3. Механизмы роста тонких пленок
Изучение теоретического материала проводится в соответствии с перечнем вопросов.
Виды роста пленок при конденсации из паровой фазы. Эволюция представлений о росте пленок по механизму Фольмера и Вебера. Теоретические модели образования зародышей. Капиллярная модель. Атомистическая модель. Кинетика зарождения. Метод кинетических уравнений. Кинетика роста свободных островков. Рост изолированного островка. Рост островков в ансамбле. Кинетика поздних стадий роста пленки. Влияние дефектов подложки.
Стохастические модели роста. Вводные замечания и классификация моделей. Дискретные модели. Континуальные модели. Приложения моделей.
Рост пленок по механизму Франка и Ван дер Мерве. Критическая толщина псевдоморфного слоя. Структура псевдоморфного слоя. Механизм релаксации упругих деформаций псевдоморфного слоя.
Структурные превращения при росте пленок по Крастанову и Странскому. Критерии ориентированной кристаллизации пленок. Ориентированная кристаллизация пленок на неориентирующих (аморфных) подложках.
Атомная структура и субструктура межфазных границ. Атомная структура и морфология свободной поверхности пленок. Субструктура многослойных пленочных композиций.
Практическое занятие № 5 - 7