V. ТОНКИЕ ПЛЕНКИ НА ПОВЕРХНОСТИ ТВЕРДОГО ТЕЛА 1. К.Л.Чопра Электрические явления в тонких пленках. М., Мир, 1972.. 2. Ю.Ф.Комник Физика металлических пленок.

Презентация:



Advertisements
Похожие презентации
4.6. Латеральное взаимодействие адатомов Физико-химические свойства адсорбционных систем зависят от концентрации адсорбированных частиц Отступление от.
Advertisements

Электрофизические свойства проводниковых материалов Автор Останин Б.П. Эл. физ. свойства проводниковых материалов. Слайд 1. Всего 12 Конец слайда.
4.7. Структура адсорбированных слоев Взаимодействие проявляется в атомной структуре пленок. В равновесном состоянии Имеют упорядоченную структуру При высоких.
IV. АДСОРБЦИЯ Я.деБур Динамический характер адсорбции. М., ИИЛ, 1962, 290 стр. Cб. Межфазовая граница. Газ-твердое тело, ред.Э.Флада. М., Мир,1970 (III.
4.2. Полимолекулярная адсорбция Концентрация в насыщении существенно превышает монослойное Экспериментальные изотермы в редких случаях соответствуют изотерме.
Поверхностная сверхпроводимость. Контактные явления. Тонкие пленки Размерные эффекты.
1 СПЕКТРОСКОПИЯ РАССЕЯНИЯ МЕДЛЕННЫХ ИОНОВ СПЕКТРОСКОПИЯ РАССЕЯНИЯ МЕДЛЕННЫХ ИОНОВ В.И. Троян, М.А. Пушкин, В.Д. Борман, В.Н. Тронин презентация к лекциям.
Виды пробоев в Электронно- дырочном переходе. Электронно-дырочный переход Граница между двумя соседними областями полупроводника, одна из которых обладает.
5.5.Электропроводность тонких сплошных пленок При увеличении толщины пленка становится сплошной Механизм электропроводности близок к существующему в объемных.
Кристаллизации металлов. Методы исследования металлов.
2.5.Реконструкция поверхности Вторая - на поверхности происходит реконструкция Реконструкция - изменение симметрии двухмерной кристаллической решетки поверхности.
Общая теория сплавов. Строение, кристаллизация и свойства сплавов. Диаграмма состояния.
Диспергированные пленки Зависит от условий формирования пленки От размеров зерен, их ориентации, их расположения. При малых напряжениях – омический характер.
2.10.Колебания поверхностных атомов При повышении температуры появляются колебания атомов около их равновесных положений Силы взаимодействия можно рассматривать.
Лекция 6 Шагалов Владимир Владимирович Химическая кинетика гетерогенных процессов.
Проходные и переходные характеристики МДП- транзистора Трифонова Н. Харлукова О. гр
Лекция 9. ТЕРМОЭЛЕКТРОННАЯ ЭМИССИЯ. Термоэлектронная эмиссия. Статистический и термодинамические вывод формулы плотности тока термоэлектронной эмиссии.
Диоды на основе p-n перехода Полупроводниковым диодом называют нелинейный электронный прибор с двумя выводами. Существуют следующие типы полупроводниковых.
Фотоэффект Раздел современной физики Квантовая физика изучает свойства, строение атомов и молекул, движение и взаимодействие микрочастиц.
Полупроводниковые устройства Лекция 15 Весна 2012 г.
Транксрипт:

V. ТОНКИЕ ПЛЕНКИ НА ПОВЕРХНОСТИ ТВЕРДОГО ТЕЛА 1. К.Л.Чопра Электрические явления в тонких пленках. М., Мир, Ю.Ф.Комник Физика металлических пленок М., Атомиздат, Технология тонких пленок ред. Л.Майссел, Р.Глэнг. М., Советское радио, 1979.т.1,2. 4. "Поверхностные свойства твердых тел" Ред. М.Грин М., Мир, 1972

В массивных полупроводниковых приборах полезная часть сосредоточена в узком слое (например, p-n- переход) Остальная часть объема - балласт, снижающий коэффициент полезного действия Использование пленочных структур с толщиной слоев в доли микрона Крайне важным является начальный этап, задающий направление процессам роста. Широкие перспективы Пленки находятся в состоянии далеком от термодинамического равновесия

5.1. Механизмы роста пленок Температура подложки, величина потока частиц, качество поверхности Три механизма роста пленок 1.Послойный рост или рост по механизму Франка-ван-дер-Мерве (FM, Frank – van der Merve) Последовательно, слой за слоем. Появление частиц в следующем слое возможно только при условии полного завершения предыдущего Морфология пленок определяется кинетикой роста Зависит от Особенностей взаимодействия частиц с поверхностью и друг с другом. Условий роста

Пленки с достаточно крупными блоками, имеющими определенное кристаллографическое строение 2. Другой - диаметрально противоположный - островковый или рост по Фольмеру-Веберу (VW, Volmer-Weber) Образование зародышей Размеры блоков определяются условиями формирования Определенные физико-химические свойства. При первой возможности стремятся объединиться и образовать кластеры, или присоединиться к уже существующим Пленки имеют мелкокристаллическую структуру Температура подложки, ее чистота, величина потока частиц, направление пучка, вакуумные условия и т.д.

3. Tретий - Странски-Крастоновой (SK, Stranski-Krastanov) Рост островков только после завершения формирования первого монослоя Механизм роста определяется соотношением поверхностных энергий. При квазиравновесном процессе = f + i - s f - поверхностная энергия пленки s - чистой поверхности подложки i - энергия межфазовой границы раздела. Франк-ван-дер-Мерве или Странски-Крастановой в зависимости от того, выполняется условие для последующих слоев или нет. Механизм Фольмера-Вебера 0 ( f + i < s ). 0

В большинстве случаев величины поверхностной энергии неизвестны. f в случае пленки может значительно отличаться от для массивного вещества Еще хуже с определением величины i. Необходимо учитывать энергию, связанную с имеющимися напряжениями в пограничных слоях из-за несоответствия контактирующих решеток. Наиболее удобный метод определения механизма роста - оже-спектроскопия Зависимости интенсивностей пиков, соответствующих атомам адсорбата и атомам пленки, от количества осажденного материала Индексы: S - поверхность, А - пленка

IS0IS0 Напыление адсорбата приводит к уменьшению выхода оже-электронов подложки Изменяются условия отражения первичных электронов от поверхности образца. Механизм Франка – ван дер Мерве Поток оже-электронов от атомов подложки при отсутствии адсорбированных частиц Ослабляется поток первичных электронов, из-за поглощения в слое адсорбата Поглощение оже-электронов подложки в слое адсорбата Основная причина - длина свободного пробега электронов, - доля поверхности, покрытая пленкой d – толщина монослойного покрытия, Поток с участков, покрытых монослойной пленкой адсорбата. Поток с чистых участков поверхности Оже-сигнал уменьшается линейно

После завершения Iслоя начинается рост II слоя. С двумя монослоями От участков с одним монослоем Оже-сигнал также меняется линейно, но наклон меньше I S ( ) представляет собой ломаную линию Излом - завершение застройки очередного монослоя Для оже-электронов адсорбата аналогично I 1 – интенсивность оже-электронов от одного монослоя Зависимость - ломанная линия

Островковый рост Допустим, атомы закрепляются в месте падения Должны располагаться в соответствии с распределением Пуассона Пусть т независимых испытаний, в каждом вероятность события А равна р При малых р В данном случае р=1/п 0, При средней толщине покрытия вероятность обнаружения на поверхности структуры в k атомных слоев Вероятность, что событие А появится k раз Формула Пуассона п о – число адсорбционных центров. m = числу адсорбированных частиц n

Понижение оже-сигнала от подложки с увеличением покрытия по экспоненте Аналогичное выражение и для тока оже-электронов от атомов пленки. Экспоненциальный рост с увеличением концентрации адсорбата. Интенсивность пучка оже-электронов от атомов подложки

Нередко химическое взаимодействие Возможна взаимная диффузия атомов подложки и пленки Рост по Странски-Крастановой Высокая концентрация в поверхностном слое дефектов облегчает проникновение атомов. Размытие границы раздела фаз Необходимо создание диффузионных барьеров между подложкой и пленкой До монослоя – линейное Промежуточный вариант Затем – экспоненциальное изменение Тонкие слои оксидов или металлов между пленкой и подложкой. Например, слои W, Rh, Pt предотвращают диффузию атомов Au, пленки Ni являются барьером в системе Cu-Au.