Bài giảng: Phún xạ_Đại học Bách khoa Hà Nội

Chia sẻ: Pt Pt | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:28

Thêm vào BST

Báo xấu

110
lượt xem 13
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Khác với phương pháp bay bốc nhiệt, phún xạ không làm cho vật liệu bị bay hơi do đốt nóng mà thực chất quá trình phún xạ là quá trình truyền động năng. Vật liệu nguồn được tạo thành dạng các tấm bia (target) và được đặt tại điện cực (thường là catốt), trong buồng được hút chân không cao và nạp khí hiếm với áp suất thấp (cỡ 10-2 mbar). Dưới tác dụng của điện trường, các nguyên tử khí hiếm bị iôn hóa, tăng tốc và chuyển động về phía bia với tốc độ lớn và bắn phá...

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Bài giảng: Phún xạ_Đại học Bách khoa Hà Nội

Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com Lê Tuấn Đại học Bách khoa Hà Nội Phún xạ Ph
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com Phún xạ (tiếp) Sơ đồ hệ thống thiết bị phún xạ Plasma Ar Súng ion Nguyên tử phún xạ ngược Đế bán dẫn Nước làm lạnh Nguyên tử Mâm đỡ Nguyên tử Ar nhanh bằng Cu phún xạ Bia Đại học Bách khoa Hà Nội Bá Hà 2/2/2006 2
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com Phún xạ (tiếp) Sơ đồ bố trí các bộ phận thiết bị phún xạ Khí vào Nguồn Bia điện Phiến bán dẫn Đế Bơm chân không Đại học Bách khoa Hà Nội Bá Hà 2/2/2006 3
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com Phún xạ (tiếp) Cơ chế thực hiện quá trình phún xạ Đại học Bách khoa Hà Nội Bá Hà 2/2/2006 4
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com Phún xạ (tiếp) Cơ chế thực hiện quá trình phún xạ (tiếp) 1. Nguyên tử khí Ar bị phân ly do ion hóa Ar → Ar+ + e- Ar 2. Điện tử được tăng tốc nhờ điện trường.ng. Trong quá trình chuyến động tới anode, Trong anode, trên đường đi, chúng tiếp tục gây ra các trên phân ly nguyên tử Ar mới. phân Các ion được tăng tốc cũng bởi điện 3. Cột trường và chuyển động tới cực âm, va tr âm, plasma chạm với vật liệu bia, làm bắn ra các hạt ch vật liệu bia và các điện tử thứ cấp. Các hạt vật liệu bia bị phún xạ ra khi được đưa tới bề mặt các phiến đế sẽ lắng đư ng đọng và tạo ra màng mỏng trên đó, còncòn các điện tử thứ cấp khi đi tới anode góp phần tăng cường quá trình ion hóa các ph nguyên tử Ar. nguyên Đại học Bách khoa Hà Nội Bá Hà 2/2/2006 5
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com Phún xạ (tiếp) Một vài đặc điểm của các hạt nhỏ vật liệu bia phún xạ Trước hết, các hạt nhỏ vật liệu bia bị phún xạ ra ngoài bia trung hòa về điện bia trung tích, nên chuyển động của chúng không phụ thuộc chiều điện trường mà được quyết định bởi các va chạm với các ion Ar+. đư Năng lượng liên kết của các nguyên tử hạt vật liệu bia phụ thuộc vào nhiều yếu tố như các thông số của các ion Ar tham gia va chạm, định hướng tinhng thể, v.v… Ví dụ, giá trị đối với vật liệu Ge khi dùng các ion Ar+ có động năng th ng 1.2 KeV là vào khoảng ~ 15 eV. 1.2 Do có động năng lớn nên các hạt nhỏ vật liệu bia có thể gây ra các hiệu ứng ng phụ như nhiễm bẩn thứ cấp, v.v… ph Đại học Bách khoa Hà Nội Bá Hà 2/2/2006 6
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com Phún xạ (tiếp) Các phản ứng do va chạm với điện tử Ion hóa phân ly phân tử: AB + e- → A++ B +2e- Phân ly AB + e- → A + B + e- Phân ly kèm theo gắn kết điện tử AB + e- → A + B- Đại học Bách khoa Hà Nội Bá Hà 2/2/2006 7
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com Phún xạ (tiếp) Cơ chế và hiệu suất phún xạ của các vật liệu đơn chất Hiệu suất phún xạ S = Số ion bứt ra/số ion bắn phá Đại học Bách khoa Hà Nội Bá Hà 2/2/2006 8
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com Phún xạ (tiếp) Các hợp chất vật liệu bia có thể được dùng để tạo màng ng trên phiến đế trên Ở điều kiện tương quan tốc độ A = 0.8 B Vật liệu đế Vật liệu màng mỏng A5B5 A4B5 A5B4 A4B4 A5B4 A4B4 . Đại học Bách khoa Hà Nội Bá Hà 2/2/2006 9
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com Phún xạ (tiếp) Hệ thống phóng điện có hai hai bản cực song song cho phún xạ một chiều Các thông số công nghệ thường dùng: • Chân không: 10-7 torr • Áp suất hơi Ar: 20 – 100 mtorr • Điện áp: 2 – 5 kV Đại học Bách khoa Hà Nội Bá Hà 2/2/2006 10 10
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com Phún xạ (tiếp) Hệ thống phóng điện cải tiến cho phún xạ Các thông số công nghệ thường dùng: Chân không: 10-7 torr Áp suất hơi Ar: 1 – 5 mtorr Điện áp: 500 – 1000 V (một chiều hay xoay chiều tần số radio) Đại học Bách khoa Hà Nội Bá Hà 2/2/2006 11 11
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com Phún xạ (tiếp) Phún xạ hóa học Trong quá trình phún xạ, một hay nhiều thành phần của vật liệu màng mỏng phún xạ tồn tại dưới dạng các ion/tổ hợp mang điện và được vận chuyển bởi điện trường. Tại không gian gần/tại bề mặt đế, đư các thành phần đó tham gia phản ứng hóa học với các thành phần khác sẵn có hay cũng được vận chuyển tới để tạo thành vật liệu cuối kh cùng và lắng đọng trên bề mặt đế. Cần để ý tới hiện tượng ăn mòn (rỉ) do môi trường khí. ng (r Đại học Bách khoa Hà Nội Bá Hà 2/2/2006 12 12
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com Phún xạ (tiếp) Phún xạ một chiều (DC) và xoay chiều tần số radio (RF) Đại học Bách khoa Hà Nội Bá Hà 2/2/2006 13 13
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com Phún xạ (tiếp) Phún xạ dùng súng magnetron Đại học Bách khoa Hà Nội Bá Hà 2/2/2006 14 14
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com Phún xạ (tiếp) Súng magnetron thương mại Đại học Bách khoa Hà Nội Bá Hà 2/2/2006 15 15
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com Phún xạ (tiếp) Magnetron công nghiệp dạng tròn (trái) và phẳng (phải) Đại học Bách khoa Hà Nội Bá Hà 2/2/2006 16 16
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com Phún xạ (tiếp) Chuyển động của các điện tử trong súng magnetron ng Đại học Bách khoa Hà Nội Bá Hà 2/2/2006 17 17
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com Phún xạ (tiếp) Đường sức từ trường Đại học Bách khoa Hà Nội Bá Hà 2/2/2006 18 18
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com Phún xạ (tiếp) Cơ chế của sự rỉ (ăn mòn) bia Đại học Bách khoa Hà Nội Bá Hà 2/2/2006 19 19
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com Phún xạ (tiếp) Cải thiện việc sử dụng bia Đại học Bách khoa Hà Nội Bá Hà 2/2/2006 20 20