Материаловедение поверхности и тонких пленок. Пичугин В.Ф. - 20 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТПУ | Томск

Составители: 

Рубрика: 

20
После удаления кислорода O
2
две
реакции восстановления
имеют следующие характеристики:
,ккал55C400SiOAl32SiOAl34
0
322
G
(1.62)
.ккал130C400SiCuO2SiO2Cu
0
2
G
(1.63)
Зависимость G
0
от Т для A1
2
O
3
более негативная (ниже) чем
для SiO
2
, а для CuO более позитивная (выше) чем для SiO
2
; поэтому,
реакция (1.62) термодинамически возможна, а реакция (1.63)
термодинамически невозможна. Таким образом, Al покрытие
стремиться восстановить пленку SiO
2
, оставляя свободные атомы Si.
Для исключения этой реакции между пленкой Al и SiO
2
формируются
диффузионные барьеры из TiN или W.
Подобные реакции не протекают в случае напыления Cu, поэтому
медь является более предпочтительным материалом для целей
формирования проводящих дорожек на подложке SiO
2
. В настоящее
время Cu заменяет Al для этих целей. Как правило, металл на окисле
имеющий более отрицательную G
0
чем второй окисел будет
восстанавливать последний и окисляться в процессе реакции.
В качестве примера рассмотрим окружающий газ, требуемый для
химического вакуумного осаждение из газовой фазы чистого Al.
Использование уравнений (1.56) и (1.57) показывает, что
RTGexp
Pa
a
K
a
0
O
34
32
OAl
2Al
32
. (1.64)
A1
2
O
3
и Al можно рассматривать находящимися в стандартном
состоянии с единичной активностью, тогда как активность O
2
принимается зависящей от парциального давления
2
O
P
. Следовательно
2
O
0
ln PRTG
. (1.65)
В процессе испарения Al из тигля для формирования пленки,
величина
2
O
P
в равновесии с Al и A1
2
O
3
может быть вычислена при
некоторой температуре, если значение G
0
известно.
Когда фактическое парциальное давление кислорода превышает
давление в состоянии равновесия, тогда Al окисляется. Однако, если
имеет место обратное, то A1
2
O
3
будет восстанавливаться до A1. При
1000°C (или 1273 K), G
0
= -202 ккал, и
атм102
35
O
2
P
. Так как
эти величины на много порядков ниже реального парциального
давления кислорода в вакуумной системе, Al должен окисляться. Это

Страницы