Материаловедение поверхности и тонких пленок. Пичугин В.Ф. - 98 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТПУ | Томск

Составители: 

Рубрика: 

98
Для зародышевого механизма можно указать следующую
последовательность этапов роста пленки.
1. Адатомы, размещенные на поверхности с концентрацией N
а
взаимодействуют между собой, сталкиваясь в процессе диффузии, и
образуют кластеры (скопления атомов), состоящие из i частиц.
Метастабильные кластеры, находящиеся в равновесии с
адсорбционным слоем, образуют критические зародыши с энергией
образования
i
G
, концентрация которых определяется
выражением:
TkGNN
Bici
exp
.
2. Критические зародыши разрастаются за счет соседних с ними
адатомов, присоединяющихся в результате диффузии. По мере
разрастания зародыши переходят в островки, форма которых зависит
от свойств подложки, зародышевой фазы и условий роста. Отдельные
малые островки могут сами мигрировать по поверхности подложки.
Энергия образования ориентированных зародышей меньше, чем
разориентированных, поэтому первые растут быстрее. В результате
этого, большие островки в среднем ориентированы по отношению к
кристаллографическим направлениям подложки более правильно, чем
островки и зародыши малых размеров.
3. При соприкосновении островков происходит их коалесцениия, в
результате чего малые островки, вливающиеся в большие, принимают
преимущественно эпитаксиальную ориентацию. Коалесценция двух
сильно разориентированных островков может давать на их границах
дислокации несоответствия. На этапе коалесценции островков
образуется сетка зародышевой фазы на поверхности подложки с
пустотами, ограниченными кристаллографическими гранями.
4. Последняя стадия роста обеспечивает заполнение пустот
островковой сетки, в результате чего возникает сплошная пленка.
При кристаллизации из парогазовой фазы структурный порядок
в пленках обеспечивается в основном подвижностью адатомов по
подложке. Их высокая подвижность способствует преимущественному
росту ориентированных зародышей. В зависимости от ориентирующих
свойств подложки получают либо монокристаллические
эпитаксиальные, либо поликристаллические пленки. Когда
подвижность адатомов снижается настолько, что атомы
конденсируются непосредственно в точке их падения, практически не
диффундируя, возникает большое число зародышей, дающих
поликристаллическую мелкозернистую или даже аморфную пленку.
Такое происходит, во-первых, при низкой температуре и, во-вторых,
при наличии примесных атомов на подложке, стабилизирующих
зародыши и снижающих подвижность адатомов. Отжиг пленки при
высокой температуре превращает ее структуру в крупнозернистую.

Страницы