33Вопрос(электрохим осаждение пленок)
2.1. Физические основы.
Метод ХОП основан на гетерогенных химических реакциях в парогазовой среде,окружающих инструмент, в результате которых образуются покрытия. Исходными продуктами служат газообразные галогенойды, при взаимодействии которых с другими составляющими смесей (водородом, аммиаком, окисью углерода и т.д.) образуется покрытие. Разложение галогенойда происходит вследствие термической химической реакции (Т = 1000…1100 С)[6].
2.2. Принципиальная схема установки и характеристики метода.
Принципиальная схема установки представлена на рисунке 1[6].
Метод ХОП применяется при нанесении покрытий на основе карбидов, нитридов, карбонитридов титана, оксида алюминия. Он реализуется при температурах 1000-1100 оС, этот факт исключает возможность нанесения покрытий данным методом на инструменты из быстрорежущих сталей, которые были подвергнуты термической обработке. Средняя скорость роста толщины покрытия варьируется в пределах 10 – 15 мкм/ч. Толщины покрытий, наносимых данным методом, составляют порядка 10мкм.
Существует ряд недостатков метода ХОП:
взрывоопасность и токсичность водорода, как газа-носителя
наличие большего количества непрореагировавших компонентов
сложность технологического оборудования
внутреннее напряжение в слое покрытия
невозможность нанесения покрытия на инструмент, имеющий острые режущие кромки
Рис. 1 Принципиальная схема установки для нанесения высокотемпературным методом ХОП:
1 – газосмеситель; 2 – реактор; 3- печь; 4 – устройство для удаления остатков реакции.
Вопрос28(разновидность элементарных пп)
Элементарные полупроводниковые материалы. 4 А группа – углерод, кремний, германий, олово. 5А-группа – фосфор, мышьяк, сурьма, висмут.6А-группа – сера, селен, телур, йод.
Ширина запрещенной зоны DEg является одним из фундаментальных параметров полупроводниковых материалов. Чем больше DEg, тем выше допустимая рабочая температура и тем более сдвинут в коротковолновую область спектра рабочий диапазон приборов, создаваемых на основе соответствующих полупроводниковых материалов. Также Подвижность носителей тока в значительной мере определяет частотные характеристики полупроводниковых приборов. Температура плавления и период кристаллической решётки, а также коэффициент линейного термического расширения играют первостепенную роль при конструировании гетероэпитаксиальных композиций. Плотность полупроводниковых материалов определяет такие важные технические характеристики, как удельный расход материала, масса прибора.
34Вопрос(реактивные процессы пленок)
34. Реактивное распыление
При реактивном распылении в газоразрядную камеру наряду с рабочим газом (обычно аргоном) добавляется небольшое количество реакционного активного газа (кислорода, азота и др.), в результате чего на подложке образуется пленка из химического соединения, образованного атомами мишени и активного газа. Если, например, мишень изготовлена из алюминия, а в качестве активного газа используется кислород, то на подложке получается пленка из оксида алюминия, если же в камеру добавляется азот, то получится пленка из нитрида алюминия.
Кроме оксидных и нитридных пленок, данным способом можно получать карбидные и сульфидные пленки, добавляя в камеру соответственно метан СН4 или пары серы. Для получения химического соединения необходимо строго определенное парциальное давление активного газа, зависящее от материала мишени. Поэтому чаще получаются не химические соединения, а твердые растворы. На основе одной мишени из какого-либо металла и различных активных газов можно получать широкую гамму свойств осаждаемых пленок – от проводящих и низкоомных резистивных до высокоомных резистивных и диэлектрических.
Использовать реактивное распыление взамен непосредственного распыления мишени из химического соединения целесообразно тогда, когда коэффициент распыления данного химического соединения (оксида, нитрида и так далее) низкий, либо тогда, когда технологически трудно изготовить массивную мишень из этого соединения. Кроме того, реактивное распыление создает условия для гибкого управления свойствами пленок при создании многослойных структур (например, пленочных конденсаторов).
В общем случае процесс осаждения пленок при реактивном распылении обусловлен тремя механизмами, действующими параллельно:
- образование химического соединения на поверхности мишени и его
распыление;
- образование химического соединения в пролетном пространстве "мишень - подложка" и осаждение его на подложку;