5. Критическая температура конденсации. Зависимость структуры пленки от температуры подложки.

Температура подложки существенно влияет на структуру пленки. Для получения поликристаллической структуры пленок подложки обычно нагревают до температур в пределах 150 – 350^○С . Температура, выше которой все атомы испаряемого вещества отражаются от подложки и пленка не образуется, называется критической температурой конденсации, Она зависит от природы испаряемого материала и от состояния поверхности подложки.

Реально методом ТВИ напыляют пленки толщиной 1 – 2 мкм. Хорошую адгезию ( силу сцепления) к подложке имеют легко окисляющиеся металлы Al, Cr, Mn, Ti, W и др. Плохую адгезию имеют такие высокоэлектропроводные металлы как Cu, Au, Pt Pd и др.

Рис.1а. Рабочий объем установки УВН-2М-1

1-испаритель; 2-кварцевый датчик толщины; 3-диск с трафаретами; 4-карусель подложек; 5-датчик контроля сопротивления пленки-«свидетель»;6-заслонка; 7-электронно-лучевой испаритель.

Рис.1б. Рабочий объем установки УВН2М-2

1-карусель испарителей; 2-экраны; 3-диафрагма; 4-карусель трафаретов и подложек;5-нагркватель подложек;6-датчик сопротивления пленки; 7-электроды ионной очистки подложек; 8-коллектор; 9-заслонка.

6. Испарители. Виды и конструкции испарителей. Требования к материалам. Способы нагрева.

Испаритель- это приспособление, с помощью которого нагревается и испаряется нужный материал. Температура испарения Т_исп для разных материалов различна. Чтобы оценить необходимую температуру испарителя, основываются на необходимости достичь установившееся давление паров испаряемого материала приблизительно 1,33 Па(10^-2 мм.рт.ст.). Для большинства материалов, представляющих практический интерес такое давление требует Т_исп =1000-2000^○С.

Материалами, отвечающими таким требованиям, являются тугоплавкие металлы и окислы металлов. Кроме того эти материалы должны при температуре испарения иметь пренебрежимо малое давление паров, не должны вступать в химическое взаимодействие с испаряемым материалом. Поэтому внутри класса тугоплавких наиболее широко используются вольфрам, молибден тантал.

Испарители и испаряемые вещества могут нагреваться или непосредственным пропусканием через них электрического тока (джоулевый нагрев), или индукционным способом (с помощью высокой частоты), или электронной бомбардировкой испаряемого вещества.

Выполнены испарители могут быть из проволоки и из металлической фольги, если испаряют небольшие навески испаряемого вещества (1-2 г.) т.е. при напылении очень тонких пленок, в основном резистивных, а также адгезионных и защитных слоев.

Д ля напыления более толстых слоев – проводниковых (1-2 мкм) используют тигельные (рис.7) и электронно-лучевые испарители (рис.8).

Слева: 1-молибденовый тигель; 2- танталовый нагреватель; 3- экраны; 4- испаряемое вещество. Справа: 1-водяное охлаждение; 2-испаряемый материал; 3- остро сфокусированный пучок электронов; 4- катод; 5 – анод.

Электронно-лучевой испаритель обеспечивает наибольшую гибкость в управлении процессом напыления пленок.

Для испарения сплавов метод взрывного испарения. Он заключается в подаче из вибробункера на нагретый до нужной температуры испаритель расчетных доз компонентов сплава. Используется для получения пленок сложного состава и метод И-ПР.