4.3. Влияние температуры и пересыщения на скорость роста пленки

Зависимость размера критического зародыша r^*от температуры можно получит путем дифференцирования по температуре выражения ( )

(4.11)

Из полученного уравнения видно, что

Следовательно, повышение температуры подложки при постоянной скорости осаждения будет приводить к увеличению размера критического зародыша. Кроме того, островковая структура будет сохраняться до более высоких значений средней толщины пленки, чем при низких температурах.

Зависимость свободной энергии образования зародышей критического размера от температуры имеет вид

(4.12)

В данном случае также

Так как частота зарождения (уравн.6) экспоненциально связана с величиной ∆F^*, скорость возникновения агрегатов сверхкритического размера быстро уменьшается с увеличением температуры. Это означает, что при повышенных температурах подложки для формирования сплошной пленки требуется более продолжительное время.

Аналогично можно получить зависимость r^* и ∆F^* от пересыщения

Таким образом, увеличение скорости осаждения приводит к уменьшению размеров островков и к увеличению скорости их возникновения. Это означает, что сплошная пленка возникает при меньшей средней толщине осадка.

Таблица 3.1

Исходные данные для расчетов при металлизации по кремнию

	lg P (мм.рт.ст) = A – B/T		1(10000) эрг/см2	-/Т
	A	B
Al	9,384	16540	1157	0,47
Cu	9,320	17320	1350	0,46
Ag	9,465	14800	1140	0,47
Au	8,683	18016	1450	0,43
Ni	11,396	18881	1550	0,42
Cr	10,807	20907	1150	0,47

Для полусферической границе раздела при нанесении металлов на Si

а₁ = 2; а₂ = ; а₃ = 2/3; ₂= 0,8 ₁ ; ₃ = 500

4.4. Установка для металлизации.

Установка для нанесения металлических пленок изображена на рис.1

Обычно с помощью серийных вакуумных систем удается в камерах для напыления получать вакуум порядка 10^-6 мм.рт.ст. Однако часто для улучшения качества пленок требуется более глубокий вакуум (10^-10 мм.рт.ст.)

Испарители могут представлять собой простые проволочки и лодочки, подогреваемые проходящим через них током или индуктивно, "молекулярные печи" с отражающими стенками и ограниченной апертурой или электронные пушки, минимально загрязняющие испаряемый материал. Существуют методы испарения в импульсной вакуумной дуге или катодным распылением. Метод испарения выбирается в зависимости от физических свойств напыляемого вещества (температуры плавления , давления насыщенного пара и др.)

Толщина металлической пленки обычно измеряется непосредственно в установке непрерывно по сопротивлению между двумя контактами.

Рис. 3.1 Схематическое изображение установки для напыления металлов

1-металлический колпак, 2- держатель подложки с подогревателем, 3- маска,

4- заслонка, 5- окно, 6- ионный измеритель скорости напыления, 7- источник,

8- основной клапан, 9- охлаждаемая ловушка, 10- диффузионный насос,

11-вспомогательный насос, 12- основной форвакуумный насос.

Литература

1. Физика тонких пленок. Кн. под редакцией Г.Хасса и Р.Э. Туна. -Перевод с английского под редакцией М.И. Элинсона и В.Б. Сандомирского.-Из-во "Мир", М. т.2, 1967