Ионика твердого тела. Том 1 - Иванов-Шиц А.К.
ISBN 5-288-02746-3
Скачать (прямая ссылка):
Вибробункер / /ЧХ
'
О 6 ^
*7 Испаритель
Вакуум
Рис IL4 I Испарение из двух Рис II4 2 Схема установки для вакуумного
испарителей, обеспечивающее получе- термического дискретного испарения
кие пленок с переменным составом
Для нанесения пленок из тугоплавких материалов вместо резистивного
нагревателя для разогрева образца используется мощный электронный луч
Такой способ применяли для напыления слоев из LaFj [1 5]s ЕгРз [16],
тонких пленок на основе Zr02 [17,18], LISICON [19]
В табл. 1 указаны характерные режимы получения пленок наиболее
распространенных СИП [5, 6, 10, 11, 13, 20-32] с использованием методов
термического испарения
Таблица I Условия получения тонких пленок СИП (методы вакуумного
испарения)
СИП Метод испарения Температура тигля, К Температура подложки, К
Скорость осаждения, А/с Замечания Литера- тура
Agl Терм 833-953 420 1-10 [51
RbAg4b )+ 773-793 300 170-250 Испарение из смеси Agl-Rbl
[6]
RbAg^ Дискр 830 300 - То же [20]
СзА?4Вгз_г J2+* 830 300 - Испарение из смеси Csl-Agl-AgBr
[20]
Agl-Ag^XOj {X = W,V,As, P) 1800 420 30-50 Нестехиометрич пленки
[10,11]
Ag|-AgzMn04 ,т 1300 300 - Аморфные пленки [13]
Agl-AgiO-B2O3 U00 320 - То же [13]
Cu4RbCbh Терм 920 300 - Отжиг [21]
Зи^О-ВзСЬ >s - 300 30-80 Кристаллизуется при 490 К [22]
Li^O-B2O3 Дискр - 400 - Аморфные пленки [23]
Li^O-B2O3-P2O5 Терм - - 60 То же [24]
ЬцСУ-PjO;-NbzO* >s 300 - [25]
LJBO2-LiF if - 500 60 Состав 0?44LiBOr-0>56LiF [26]
B2S3-LizS--Lil if 780 - 140 Аморфные пленки [27]
PbSnF4 661 300 150 у-фаза [8]
L1AIF4 1100 300 50 Аморфные пленки [28]
S r?2 1370 300-800 0,1 Кристаллические пленки [29]
CeF? - 500 0,18 То же [30]
LaFi - 300-600 2-3 [31]
LaFj-BaFi Терм, несколько испарителей 300 од 1-о?1 : [32]
47
4.1*2* Ионное распыление* Этот метол часто используется для получения
пленок СИП, имеющих высокие температуры плавления или сложный химический
состав Суть его заключается в бомбардировке поверхности напыляемого
материала высокоэнергетическими ионами инертных газов [1, 2], в
результате чего происходит ''выбивание1' частиц вещества (рис II4 3)
Наиболее простой способ генерации высокоэнергетических ионов - создание
обычного тлеющего разряда между двумя плоскими электродами при остаточном
давлении распыляющего газа (как правило* инертного газа - аргона) порядка
1 Па и постоянном напряжении от I до 3 кВ между катодом и анодом
Материал, подвергаемый распылению, используется в качестве катода, а
подложка устанавливается на аноде Выбитые из катода частицы вещества
конденсируются "а подложке и образуют пленку Распыленные частицы обладают
высокой энергией, поэтому подучаемые пленки имеют хорошую адгезию
ВВИ" высоковольтный источник,
(c) - испаряемый материал Рис 114 3 Схема установки для ионного распыления
материала
К настоящему времени разработано множество разнообразных систем ионного
{или катодного) распыления, отличающихся конфигурацией катода, способами
возбуждения и переноса ионов итп, что позволяет изготовлять пленки
различньк материалов достаточно высокого качества, тес малым содержанием
захваченных ионов примеси и газа, однородных по составу и т д
Например, разработаны системы магнетронного распыления, в которых
магнитное поле приложено перпендикулярно электрическому Магнитное поле
препятствует выходу электронов из прика-тояной области, что повышает
эффективность ионизации газа и предотвращает бомбардировку осаждаемой
пленки электронами В магнетронных системах удается реализовать токи
высокой плотности (до 50 мА/см2) при относительно низких напряжениях
(около 500-1000 В) и значительных скоростях осаждения пленок
Кроме того, катодное распыление можно проводить при пониженном давлении
газа В этом случае дополнительная ионизация газа осуществляется при
возбуждении безэлектродного разряда внешним высокочастотным
(приблизительно 10 мГц) электромагнитным полем Описанный способ играет
важную роль при распылении диэлектрических материалов, в том числе СИП,
являющихся электронными изоляторами Необходимость использования
дополнительного ВЧ-поля связана с образованием ионами газа положительного
поверхностного заряда на катоде Электроны плазмы, имеющие высокую
подвижность (большую, чем у ионов), периодически нейтрализуют
положительный заряд на поверхности диэлектрика, тем самым позволяя
высокоэнергетическим ионам бомбардировать мишень Для осуществления
высокочастотного ионного распыления могут применяться системы для
распыления в тлеющем разряде или магнетронного распыления
Ионное распыление было использовано для осаждения пленок с различным
типом носителя заряда- серебро-, натрий-, литий-, кислород проводящие СИП
Так, пленки Ag^I^O?, полученные
48
_ом прямого термического испарения, имели плохо воспроизводимые
характеристики, что связано с i-ечнеч состава электролита в лодочке в
процессе испарения В случае ионного распыления пра-.Гзньвй выбор состава
мишени и тщательный контроль за режимом ]арантируют получение высокока-
