Кейс: при электроплазменном распылении образуются оксидные тонкие пленки с неоднородным составом; какие процессы в плазме и на подложке определяют состав и структуру пленки
При электроплазменном распылении, которое часто используется для создания тонких пленок, состав и структура получаемых оксидных пленок определяются несколькими важными процессами как в плазме, так и на подложке.
Процессы в плазме:
Ионизация газа: В процессе создания плазмы происходит ионизация газа, что приводит к образованию ионов и электронов. Эти заряженные частицы могут влиять на химические реакции, происходящие в плазме.
Реакции в плазме: В зависимости от температуры и давления в плазме, а также наличия различных газов, происходят разнообразные химические реакции. Например, при использовании кислорода могут образовываться различные оксиды металлов и их соединения.
Транспорт частиц: Ионы и нейтральные частицы, которые образуются в плазме, перемещаются к подложке и могут захватывать различные элементы в зависимости от их энергии и уровня возбуждения.
Коагуляция и агломерация частиц: Частицы, создаваемые в плазме, могут агломерироваться в зависимости от условий, что приводит к изменению структуры пленки.
Процессы на подложке:
Адсорбция частиц: Когда ионы и нейтральные атомы осаждаются на подложке, они адсорбируются и могут проходить через химические реакции, формируя разные соединения.
Температура подложки: Температура подложки оказывает значительное влияние на процесс осаждения. Она может способствовать изменению величины и распределения зерен, что, в свою очередь, влияет на морфологию пленки.
Рекристаллизация и диффузия: На подложке могут происходить процессы рекристаллизации и диффузии, которые помогают в формировании более однородной структуры пленки при достаточном времени и температуре.
Эффекты поверхности: Состояние поверхности подложки (например, её чистота, текстура и структура) также может влиять на процессы адсорбции и взаимодействия с осаждаемыми частицами.
Заключение
Таким образом, состав и структура оксидных пленок при электроплазменном распылении зависят от множества факторов, включая условия плазмы, выбираемые реакционные газы, параметры осаждения, а также свойства подложки. Учет и управление этими процессами позволяют получать оксидные пленки с заданными характеристиками.
При электроплазменном распылении, которое часто используется для создания тонких пленок, состав и структура получаемых оксидных пленок определяются несколькими важными процессами как в плазме, так и на подложке.
Процессы в плазме:Ионизация газа: В процессе создания плазмы происходит ионизация газа, что приводит к образованию ионов и электронов. Эти заряженные частицы могут влиять на химические реакции, происходящие в плазме.
Реакции в плазме: В зависимости от температуры и давления в плазме, а также наличия различных газов, происходят разнообразные химические реакции. Например, при использовании кислорода могут образовываться различные оксиды металлов и их соединения.
Транспорт частиц: Ионы и нейтральные частицы, которые образуются в плазме, перемещаются к подложке и могут захватывать различные элементы в зависимости от их энергии и уровня возбуждения.
Коагуляция и агломерация частиц: Частицы, создаваемые в плазме, могут агломерироваться в зависимости от условий, что приводит к изменению структуры пленки.
Процессы на подложке:Адсорбция частиц: Когда ионы и нейтральные атомы осаждаются на подложке, они адсорбируются и могут проходить через химические реакции, формируя разные соединения.
Температура подложки: Температура подложки оказывает значительное влияние на процесс осаждения. Она может способствовать изменению величины и распределения зерен, что, в свою очередь, влияет на морфологию пленки.
Рекристаллизация и диффузия: На подложке могут происходить процессы рекристаллизации и диффузии, которые помогают в формировании более однородной структуры пленки при достаточном времени и температуре.
Эффекты поверхности: Состояние поверхности подложки (например, её чистота, текстура и структура) также может влиять на процессы адсорбции и взаимодействия с осаждаемыми частицами.
ЗаключениеТаким образом, состав и структура оксидных пленок при электроплазменном распылении зависят от множества факторов, включая условия плазмы, выбираемые реакционные газы, параметры осаждения, а также свойства подложки. Учет и управление этими процессами позволяют получать оксидные пленки с заданными характеристиками.