Национальный цифровой ресурс Руконт - межотраслевая электронная библиотека (ЭБС) на базе технологии Контекстум (всего произведений: 562932)
Консорциум Контекстум Информационная технология сбора цифрового контента
Уважаемые СТУДЕНТЫ и СОТРУДНИКИ ВУЗов, использующие нашу ЭБС. Рекомендуем использовать новую версию сайта.

Исследование процесса термического напыления тонких металлических пленок (110,00 руб.)

0   0
АвторыВладимирова Людмила Николаевна, Машкина Екатерина Сергеевна, C ахаров Борис Николаевич
ИздательствоИздательский дом ВГУ
Страниц56
ID747914
АннотацияУчебно-методическое пособие подготовлено на кафедре физики полупроводников и микроэлектроники физического факультета Воронежского государственного университета.
Кому рекомендованоРекомендовано для студентов физического факультета очной формы обучения по программам бакалавриата.
Исследование процесса термического напыления тонких металлических пленок / Л.Н. Владимирова, Е.С. Машкина, Б.Н. C ахаров .— Воронеж : Издательский дом ВГУ, 2019 .— 56 с. — 56 с. — URL: https://rucont.ru/efd/747914 (дата обращения: 16.06.2021)

Предпросмотр (выдержки из произведения)

Исследование_процесса_термического_напыления_тонких_металлических_пленок.pdf
МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РФ ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ «ВОРОНЕЖСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ» ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА ТЕРМИЧЕСКОГО НАПЫЛЕНИЯ ТОНКИХ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ ПЛЕНОК Учебно-методическое пособие Составители: Л.Н. Владимирова, Е.С. Машкина, Б.Н. Сахаров Воронеж Издательский дом ВГУ 2019
Стр.1
СОДЕРЖАНИЕ Введение……………………………………………………………....... 4 1. Теоретическая часть ……………………………………………… 5 1.1. Классификация проводниковых материалов твердотельной электроники…………………………………………………………….. 5 1.2. Особенности процесса термического испарения вещества... 7 1.3. Метод термического напыления материалов ……………… 13 1.4. Механизмы роста тонких металлических пленок, их основные характеристики …………………………………………… 33 1.5. Обеспечение равномерности толщины пленки …………… 37 1.6. Достоинства и недостатки метода термического напыления материалов……………………………………………………………. 41 1.7. Основные характеристики контакта металл – полупроводник... 42 2. Практическая часть …………………………………………………. 49 3. Контрольные вопросы………………………………………………. 54 4. Список рекомендуемой литературы……………………………….. 55 3
Стр.3
безупречно, и оценка чистоты в сильной степени зависит от уровня развития техники. Существует много возможных классификаций проводниковых материалов, на рис. 1 приведена одна из таких классификаций. Рис. 1. Классификация проводниковых материалов В целом, следует помнить, что номенклатура и степень чистоты проводниковых материалов определяется требованиями, предъявляемыми к ним технологией производства ЭКБ и условиями эксплуатации изделия электронной техники (ИЭТ). 6
Стр.6
Используемые в микроэлектронике проводниковые материалы условно можно подразделить на: - материалы высокой проводимости (Al, Cu и др.); - металлы и сплавы высокого сопротивления (манганин, константан, хромоникелевые сплавы и др.); - тугоплавкие металлы и сплавы (Mo, W, Nb, Ta, Cr, Re и др.); - благородные металлы (Au, Pt, Ag, Pd и их сплавы); - силицидные фазы (PtSi, PtSi2 и др.); - неметаллические проводящие материалы (графит и др). В зависимости от назначения тонкопленочного проводящего элемента в структуре ИМС или отдельного полупроводникового прибора такой пленочный объект должен соответствовать предъявляемым к нему требованиям по чистоте, электрофизическим характеристикам (удельному сопротивлению, ТКЛР и др.) и качеству сформированных границ с ниже и вышележащими слоями различной природы. 1.2. Особенности процесса термического испарения вещества Все методы осаждения пленок, как правило, можно разделить на физические (Physical Vapor Deposition - PVD) и химические (Chemical Deposition - CD). Термин Physical Vapor Deposition (PVD) был введен в научный обиход в 1966 г., но следует заметить, что Майкл Фарадей использовал данную технологию для получения покрытий еще в 1838 г. Физические методы основаны на переносе материала пленки в атомарном виде от источника или мишени к подложке с конденсацией на ней и ростом пленки. В основе химических методов лежит осаждение 7
Стр.7
газообразных или жидких компонентов и образование пленки в результате химических превращений на поверхности подложки или вблизи нее. Иногда четкое разделение физических и химических методов провести достаточно трудно: например, физический метод испарения металла может сочетаться с одновременным его окислением. В особую группу методов следует выделить электрохимические методы формирования пленок, в которых сочетаются признаки физических и химических методик. Процесс нанесения пленки физическими методами включает следующие основные стадии: – создание необходимых условий в газовой фазе; – направленный массоперенос частиц вещества от источника к подложке; – конденсация частиц на поверхности подложки и образование пленки. Необходимым условием физического осаждения пленок является создание в рабочей камере высокого вакуума для того, чтобы обеспечить транспорт атомов к подложке и исключить их взаимодействие с частицами газовой фазы. Поэтому физические методы получения пленок называют также вакуумными. Ва́куум (от лат. vacuus — пустой) — пространство, свободное от вещества. В технике и прикладной физике под вакуумом понимают среду, содержащую газ при давлении значительно ниже атмосферного. Для создания вакуума в рабочем объеме из него должны быть откачаны газовые компоненты. Идеальный вакуум не может быть достигнут, поскольку и в откачанных рабочих объемах установок всегда присутствует некоторое количество остаточных газов, чем и определяется давление в откачанной камере или степень вакуума. 8
Стр.8
В Международной системе единиц (СИ) единицей давления является паскаль (Па), равный 1Н на 1 м2 (Н/м2). В вакуумной технике большое распространение получила внесистемная единица - миллиметр ртутного столба (мм. рт. ст.), соответствующая давлению столбика ртути 1 мм при 0°С. Между этими единицами давления существуют следующие соотношения: 1 мм рт. ст. =133.3 Па или 1Па = 7.5·10-3 мм рт. ст. Вакуум характеризуется соотношением между длиной свободного пробега молекул газа λ и характерным размером сосуда d. Длина свободного пробега молекулы - это среднее расстояние, которое частица пролетает за время свободного пробега от одного столкновения до следующего, ее обычно обозначают λ. Длина свободного пробега каждой молекулы различна, поэтому в кинетической теории вводится понятие средней длины свободного пробега (<λ>). Величина <λ> является характеристикой всей совокупности молекул газа при заданных значениях давления и температуры. Под d может приниматься расстояние между стенками вакуумной камеры, диаметр вакуумного трубопровода и др. В зависимости от величины соотношения λ/d различают низкий ( средний ( высокий ( ), ) и ) вакуум. Таблица 1. Уровни вакуума по величине давления № п/п Вакуум 1. p, Па 2. р, мм рт.ст. 750-10 10-10-3 низкий 105-102 9 средний 102-10-1 высокий сверхвысокий 10-1-10-5 10-3-10-7 10-5-10-10 10-7-10-12
Стр.9
При низком вакууме (р > 102 Па) средняя длина свободного пробега частиц λ значительно меньше характерного размера сосуда d, т. е. λ << d. Частицы при этом испытывают постоянные столкновения друг с другом. При столкновении со стенками сосуда частицы газа адсорбируются на них. В условиях низкого вакуума на стенках сосуда постоянно имеется слой адсорбированных частиц. Средний вакуум (р = 102÷10-1 Па) характеризуется тем, что средняя длина свободного пробега частиц λ приблизительно равна характерному размеру сосуда d, т. е. λ≈ d. В высоком вакууме (р = 10-1÷10-5 Па) средняя длина свободного пробега частиц λ значительно больше характерного размера сосуда d, т. е. λ >> d. В сверхвысоком вакууме длина свободного пробега частиц оценивается в десятки тысяч метров. В зависимости от степени разрежения в камере и размеров самой камеры длина свободного пробега молекул изменяется в широких пределах. В таблице 2 приведены сравнительные расчетные данные для молекул в воздухе при 20º С и различных давлениях. Таблица 2. Длина свободного пробега молекул в воздухе для различных давлений p,Па 105 (мм рт.ст.) (760) 101 (10-1) 100 (10-2) 10-1 (10-3) 10-2 (10-4) 10-3 (10-5) 10-4 (10-6) λ, см 7,2*10-6 0,055 0,55 5,5 55 550 5500 Чем выше требуемый уровень вакуума, тем сложнее оборудование для его создания, поддержания и контроля, а также для проведения 10
Стр.10

Облако ключевых слов *


* - вычисляется автоматически