35.4 Утворення суцільної плівки

Оскільки у процесі утворення каналів продовжується конденсація, то у каналах утворюватимуться вторинні заро-І дки, які будуть об'єднуватися з ділянками суцільної плівкиЛ як тільки виростуть і торкнуться стінок каналу. Зрештою Більшість каналів зникає, а плівка стає безперервною, однак іає багато малих статистично розміщених дірок.

Усередині них, як і в каналах, утворюються вторинні іародки і вторинні острівці, а ті, у свою чергу, досягають фаїв дірки і зрощуються з основною плівкою. До того часу, юки не утвориться суцільна плівка, поведінка конденсату іагадує поведінку рідини. Це результат виявлення одного й гого самого фізичного ефекту - мінімізації поверхні. Але рідиноподібний стан закінчується і починаються рекриста­лізаційні процеси. Рекристалізація виявляється у тому, що розміри зерен у готовій плівці набагато більші за середню Ьідстань між початковими зародками.

36 Утворення дефектів у процесі росту плівки

На початковій стадії росту плівки, коли острівці щМ досить малі, вони є монокристаликами. Але в міру коалесв ценції острівців, їх рекристалізації у плівці з'являється веЯ лика кількість дефектів кристалічної будови: вакансії та їм комплекси (пори), дислокації, дефекти пакування, межі зеЯ рен, двійники та ін. Експериментальні дослідження свідчатЯ про те, що такі дефекти, як двійники та дефекти пакуванюЯ в полікристалічних плівках містяться в меншій кількостЯ порівняно з монокристалічними. Поряд із цим у полікристаЯ лічних зразках велику роль відіграють такі дефекти, як межЯ зерен. Зважаючи на те, що основним предметом нашого виЯ вчення, за малим винятком, є полікристалічні плівки, основ вна увага буде зосереджена на таких дефектах, як дислокаЯ ції та межі зерен.

36.1 Дислокації

Крайові та гвинтові дислокації - це дефекти, які най-Ш більш часто зустрічаються у сконденсованих плівках (зви чайна їх густина 10¹⁴-10¹⁵ м²). Найбільша інформація пр дислокації одержана за допомогою електронно мікроскопічного методу (рис. 2.4 а, б) на прикладі плівоЛ гранецентрованих металів (Ag, Аи, Си та ін.). Узагальненн таких результатів дає можливість говорити про п'ять меха нізмів утворення дислокацій у процесі росту плівки: - при зрощенні острівців із повернутими одна щодо іншоЯ кристалічними решітками (утворена межа складається із дислокацій);

• у зв'язку з тим, що параметри решіток підкладки і плівок різні, то це призводить до відповідного зміщення тих чи ін­ших атомів, причому до різного в різних острівцях; невід­повідність* зміщення може спричинити утворення дислока­цій;

• мікронапруження структурного походження можуть поро­джувати дислокації на краю дірок та порожнин, які утво­рюються в плівках на більш ранніх стадіях росту плівки;

• дислокації, які закінчуються на поверхні підкладки, мо­жуть продовжуватися в плівці;

• якщо у процесі коалесценції дефект пакування виходить на поверхню острівця, то в суцільній плівці утворюється дислокація.

Крім того, на межі плівка-підкладка може виникати сіт­ка дислокацій для зменшення механічних напружень.

Якщо спостерігати за утворенням дислокацій за допо­могою електронного мікроскопа , то можна виявити, що при малих товщинах плівки всі дислокації короткі й розмішу­ються поперек плівки. При відносно великих товщинах з'являються більш довгі дислокації, розміщені у площині підкладки. Вимірювання концентрації дислокацій в процесі росту плівки свідчать про те, що більшість їх виникають у плівці на стадії утворення каналів, дірок та порожнин.

Рисунок 2.4 в ілюструє сказане на прикладі плівок Аи на підкладці MoS₂ (Au/MoS₂) при T_ns570 K.

Крім дислокацій, у сконденсованих плівках спостеріга­ються (у значно меншій кількості) і дефекти пакування від­німання (вьічитания (рос.)). Вони містять дислокаційні пет­лі, т.зв. тетраедри дефектів пакування та малі трикутні де­фекти.

Існує думка, але не остаточна, що дефекти віднімання утворюються в результаті об'єднання вакансій та міжвузло Рисунок 2.4 - Мікрознімок дислокаційної структури тонких плівок нікелю (а, б) та залежність концентрацИ дислокації від середньої товщини для плівок золота вих атомів. Проте такий механізм стає практично неможлЛ вим за умов малої рухливості названих точкових дефектів.