формувати багатошарові структури з надтонкими шарами. Це молекулярно-променева (МЛЕ) і газофазний епітаксії, в тому числі з використанням металоорганічних сполук (МОС) і гідридів (ГФЕ МОС).
Молекулярно-променева епітаксії проводиться у вакуумі і заснована на взаємодії декількох молекулярних пучків з нагрітої монокристаллической підкладкою.
Основними перевагами методу є: низька температура процесу і висока точність управління рівнем легування. Зниження температури процесу зменшує дифузію домішки з підкладки і автолегірованіе. Це дозволяє отримувати якісні тонкі шари. Легування при використанні даного методу є безінерційним (на відміну епітаксії з газової фази), що дозволяє отримувати складні профілі легування.
МЛЕ полягає в осадженні випаровування елементарних компонентів на підігріту монокристаллическую підкладку. Цей процес ілюструється за допомогою малюнка 6, на якому наведені основні елементи для отримання сполуки (GaAs).
Малюнок 6 - Схема установки молекулярно-променевої епітаксії
Кожен нагрівач містить тигель, що є джерелом одного із складових елементів плівки. Температура нагрівачів підбирається таким чином, щоб тиск парів, що випаровуються, було достатнім для формування відповідних молекулярних пучків. Випаровуються речовин з відносно високою швидкістю переноситься на підкладку в умовах вакууму. Нагрівачі розташовуються так, щоб максимуми розподілів інтенсивності пучків перетиналися на підкладці.
Підбором температури нагрівачів і підкладки отримують плівки зі складним хімічним складом. Додаткове управління процесом нарощування здійснюється за допомогою заслінок, розташованих між нагрівачем і підкладкою. Використання цих заслінок дозволяє різко переривати або відновлювати потрапляння будь-якого з молекулярних пучків на підкладку.
.10 Лазерне розпорошення
Лазерне напилення - унікальний технологічний процес, що дозволяє наносити на поверхню деталей володіють спеціальними властивостями матеріали (метали, карбіди тощо), домагаючись, таким чином, відновлення геометрії, підвищення поверхневої міцності, корозійної стійкості, зниження тертя і інших ефектів. На відміну від технології, ісп?? льзующей тепло електричної дуги або згоряння суміші пального і кисню, лазерне напилення забезпечує менше термічний вплив і змішування матеріалу підкладки з напилюваним матеріалом, при більш міцному їх скріпленні.
Схема установки лазерним випаровуванням представлена ??на малюнку 7.
Малюнок 7 - Схема установки лазерного випаровування
Глибина проникнення лазерного променя в поверхню мішені мала (приблизно 10 нм). Це означає, що тільки тонкий поверхневий шар матеріалу підданий впливу випромінювання в той час, як решта мішені залишається незачепленою.
Говорячи про достоїнства лазерного випаровування, можна відзначити, що це один з найбільш швидких методів отримання тонкоплівкових покриттів, він надає чітко орієнтований напрям поширення плазми, поряд зі стехиометрическим трансфером матерії від мішені до підкладки.
Інша схема установки лазерно-плазмового напилення тонких плівок представлена ??на малюнку 8. Випромінювання лазера за допомогою лінзи фокусується на поверхні твердої мішені. Під дією лазерного випромінювання з поверхні мішені випаровується речовина і, як правило, утворюється плазма.
Малюнок 8 - Схема установки для лазерно-плазмового напилення тонких плівок
Вакуумна камера відкачується турбомолекулярний або дифузійним насосом до тиску порядку 10-6 мм. рт. ст. Усередині камери розташовуються мішень, сепаратор крапель і нагрівач підкладки. Нагрівач дозволяє підтримувати температуру підкладки в межах 50-1000 ° С. Абляція мішені проводилася випромінюванням ексимерних лазерів (KrF, Е=300 мДж,?=20 нс,?=248 нм, f=10 Гц), яке фокусувалася лінзою з кварцу КУ - 1 на мішень під кутом від 20 ° до 50 °.
Плазма, розширюючись при розльоті по нормалі до мішені, досягає підкладки, на поверхні якої й відбувається зростання плівки. В якості мішені застосовуються диски з необхідних матеріалів (метали, сплави, напівпровідникові кристали, кераміки, і складові мішені). Щільність енергії лазерного випромінювання Ф на поверхні мішені в різних процесах змінюється від 1 до 22 Дж/см2 при зміні відстані між лінзою і мішенню, т. Е. При зміні розмірів плями фокусування. Площині мішені і підкладки, як правило, паралельні один одному і відхилені на 20 ° від вертикалі. Відстань між ними може становити від 25 до 120 мм. ВЧ збудження буферного газу здійснюється генератором з частотою 50 - 100 кГц.
При використанні методу илн реалізовані деякі його модифікації, що забезпечують підвищення якості кристалічної структури плівки і стабільність її параметрів:
використання сепаратора частинок дозволяє усунути попадання крапель і кластерів на плівку в процесі росту.
при опроміненні ерозійн...
