Филмов растеж
Jan 06, 2018| Всички процеси на отлагане на тънки слоеве се състоят от три стъпки:
1. производство на филмообразуващи видове
2. транспортиране на тези видове от източника до субстрата
3. кондензация и шевове върху основата
При PVD първата стъпка е или изпаряване или разпрашване, втората стъпка предполага транспортиране на линията на видимост, ако процесното налягане е много ниско и има малка вероятност за сблъсъци или транспортиране на потока, ако налягането е високо. Видът на транспорта влияе върху действителния растеж на филма в третата стъпка.
Когато атомът пристигне на повърхността на субстрата и се адсорбира, той ще се разпространява на повърхността, докато се дезорира или се залепи на енергично благоприятно място. Това разсейване на повърхността зависи от енергията, която атома има при пристигането си на повърхността и ако субстратът се доставя от допълнителна енергия, например чрез нагряване или йонно бомбардиране. Енергията на атома зависи от налягането в камерата за отлагане, високото налягане намалява енергията, дължаща се на загуби на енергия при сблъсъци. Йонното бомбардиране на повърхността е възможно при методите, базирани на плазма и може да бъде контролирано от отрицателно напрежение на приплъзване на субстрата по отношение на плазмата.
Ако атомът се придържа към друг атом на филма на повърхността, създава се двойка с ниска мобилност и това увеличава вероятността още един атом да се придържа към тях. При критичен брой атоми или критичен размер на ядрото се образува ядро. Тези ядра ще растат до кристални острови, които ще се сливат, когато се срещат един друг и накрая ще образуват непрекъснат филм. В зависимост от параметрите на процеса растежът на филма ще продължи по различни начини, като се получават различни микроструктури. Филмът може да се развива слой по слой или на 3D острови или в комбинация от тези два режима на растеж.
В PVD растежът на филма често е колонен, т.е. кристалитите растат в колони с повече или по-малко развити граници на зърната между тях. Границите на зърната могат да съдържат кухини и да влошават повечето свойства на филма, но истински плътно, колонен филм може да има например отлични трибологични свойства. Пълна плътна микроструктура във филма често е много желателна. Тъй като плътната микроструктура се стимулира чрез йонно бомбардиране на нарастващия филм, такива филми често могат да се депозират по методите PVD в плазми с висока плътност.
Бяха разработени няколко модела за растеж на филма за влиянието на условията на отлагане върху микроструктурата на филма. Обикновено се използват модели на емпирична структурна зона, където различни режими на растеж (зони) са идентифицирани в диаграма за различни температурни съотношения спрямо температурата на топене (T / T m). Обширен преглед на тези модели е публикуван от Джон А. Торнтън през 1977 г. и тук следва кратко резюме. Movchan и Demchishin направиха следната класификация: Зона 1 се появява, когато T / T m <0,3 и="" се="" характеризира="" с="" висока="" грапавост="" на="" повърхността="" и="" отклонения="" от=""> Зона 2 се появява, когато 0.3
