Тонкие плёнки на поверхности твёрдого тела

в тонких пленках”. М., Мир, 1972..
2. Ю.Ф.Комник “Физика металлических пленок”

3. “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

(например, p-n- переход)
Остальная часть объема - балласт, снижающий коэффициент

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

В массивных полупроводниковых приборах полезная часть сосредоточена в узком
слое (например, p-n- переход)

поверхности
Три механизма роста пленок
Послойный рост или рост по механизму

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

достаточно крупными
блоками, имеющими определенное
кристаллографическое строение
2. Другой - диаметрально

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.

Stranski-Krastanov)
Рост островков только после завершения
формирования первого монослоя
Механизм роста определяется

При квазиравновесном процессе

Δ = σf + σi - σs

σf - поверхностная энергия пленки

σs - чистой поверхности подложки

σi - 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

Δ < 0 (σf + σi < σs).

Δ > 0

величины поверхностной энергии неизвестны.
σf в случае пленки может значительно

Еще хуже с определением величины σi.

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

первичных
электронов от поверхности образца.
Механизм Франка – ван

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, θ - доля поверхности, покрытая пленкой
d – толщина монослойного покрытия,

Поток с участков,
покрытых монослойной
пленкой адсорбата.

Поток с чистых
участков поверхности

Оже-сигнал уменьшается линейно

Iслоя начинается рост II слоя.
С двумя монослоями
От

Оже-сигнал также меняется линейно, но наклон меньше

IS(θ) представляет собой ломаную линию

Излом - завершение застройки очередного монослоя

Для оже-электронов адсорбата аналогично

I1 – интенсивность
оже-электронов
от одного монослоя

Зависимость - ломанная линия

Должны располагаться в соответствии
с распределением Пуассона
Пусть т независимых

При малых р

В данном случае р=1/п0,

При средней толщине покрытия θ
вероятность обнаружения на поверхности
структуры в k атомных слоев

Вероятность, что событие А появится k раз

Формула Пуассона

по – число адсорбционных центров.

m = числу адсорбированных частиц n

от подложки
с увеличением покрытия по экспоненте
Аналогичное выражение и для

Интенсивность пучка оже-электронов от атомов подложки

пленки
Рост по Странски-Крастановой

Высокая концентрация в поверхностном слое
дефектов облегчает

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.