Процессы формирования пленок

Синтез пленок в вакууме термическим методом, молекулярнолучевой эпитаксией (МЛЭ) и т. п. или в газовых средах магнетронным, ионным и другими методами проходит в такой последовательности: 1) переход атомов или молекул из конденсированного вещества в парообразное состояние; 2) перенос паров до подложки; 3) конденсация атомов или молекул на подложке с образованием адатомов; 4) образование изолированных трехмерных зародышей и их рост либо послойный рост пленки. Как уже говорилось выше, на первом этапе происходит переход атомов или молекул из первоначального конденсированного вещества в парообразное состояние. В основе этого могут лежать два физических процесса: 1) парообразование; 2) выбивание атомов или молекул из мишени высокоэнергетическими частицами. Остановимся на первом процессе. Если парообразование происходит из жидкой фазы, то этот процесс называется испарением, если из твердой фазы — сублимацией, или возгонкой. Процессы парообразования нужно отличать от абляции, при которой с поверхности конденсированного вещества, под действием лазерного излучения или искрового разряда помимо паров вылетают кластеры или капли материала. На следующем этапе происходит перенос потока паров от испарителя до подложки. На этом этапе возможно взаимодействие потока паров с остаточной атмосферой вакуумной установки. Для этого необходимо минимизировать давление остаточных газов до уровней 10^-5 ч 10^-9, чтобы обеспечить необходимую чистоту конденсируемой пленки. На третьем этапе атомы или молекулы паров вещества долетают в вакууме до подложки и могут адсорбироваться, мгновенно отразиться или испариться с подложки. Так как энергия атомов достаточно высокая, то при осаждении они интенсивно мигрируют по подложке, теряя энергию, пока не произойдет их адсорбция с образованием адатомов.