1
III - PHƯƠNG PHÁP CHẾTẠO MÀ
NG
MỎNG TỪTÍNH:
Thông thường, các màng mỏng để có thểsửdụng đều được
chếtạo trên các lớp đế, là các khối vật liệu đơn tinh thể (VD: Si,
MgO, Ge, GaAs, thạch anh...). Các kỹthuật chếtạo màng
mỏng bắt đầu được phát triển từcuối thếkỷ 19, cho đến thời
điểm hiện tại, có rất nhiều phương pháp được dùng tùy theo
mục đích và điều kiện kinh tế, kỹthuật:
Kỹthuật mạ điện
Kỹthuật phun tĩnh điện
Bốc bay nhiệt trong chân không
Phún xạcatốt
Epitaxy chùm phân tử(MBE)
Lắng đọng hơi hóa học (CVD)
Lắng đọng chùm laser
Phương pháp sol-gel
2
Một số phương pháp chính thường dùng
để chếtạo màng mỏng từlà:
Epitaxy chùm phân tử(MBE)
Bốc bay nhiệt trong chân không
Phương pháp phún xạ
Lắng đọng hơi hóa học (CVD)
Cấu trúc của màng mỏng tùy thuộc vào kỹ
thuật chếtạo, có thểmang cấu trúc của vật liệu
nguồn, hoặc có thể thay đổi phụthuộc vào kỹ
thuật chếtạo, các điều kiện khi chếtạo.
3
1 .Epitaxy chùm phân tử(MBE):
Epitaxy chùm phân tử(Molecular beam
epitaxy, viết tắt là MBE) là thuật ngữchỉmột kỹ
thuật chếtạomàng mỏng bằng cách sửdụng
các chùm phân tửlắng đọng trên đế đơn tinh
thểtrong chân không siêu cao, để thu được các
màng mỏng đơn tinh thểcó cấu trúc tinh thể
gần với cấu trúc của lớpđế. Kỹthuật này được
phát minh vào những năm 60 củathếkỷ20 tại
Phòng thí nghiệm Bell (Bell Telephone
Laboratories) bởiJ.R. Arthur và Alfred Y. Cho.
4
* Kỹthuật MBE chỉcó thểthực hiệnđược trong môi
trường chân không siêu cao (áp suấtthấphơn 10-9
Torr), do đó cho phép tạo ra các màng mỏng vật liệu
có độ tinh khiết rất cao. Điểm khác biệtcơ bản nhất
của MBE so với các kỹthuật màng mỏng khác (ví dụ
như phún xạ, bốc bay nhiệt...) là các màng mỏng đơn
tinh thể được mọc lên từlớpđế đơn tinh thểvới tốc
độ cực thấp và có độ hoàn hảo rất cao. Vì thế, kỹ
thuật MBE cho phép tạo ra các siêu mỏng, thậm chí
chỉvài lớpnguyên tửvới chấtlượng rất cao. Tuy
nhiên, chấtlượng màng cũng như tốcđộ tạo màng
phụthuộc nhiều vào độ hoàn hảo của môi trường
chân không. Lớpđế bên dưới là đơn tinh thể, có tác
dụng như một mầmđể lớp màng phát triển lên trong
quá trình ngưng đọng.
5