При высоких температурах осаждение атомов на поверхности включает несколько сложных процессов, в том числе термическое разложение, поверхностные реакции и миграцию адатомов. Повышение температуры увеличивает подвижность адатомов, что может привести к формированию более равномерной и плотной пленки, но при этом возникает риск паразитных реакций, которые могут привести к образованию примесей.
Термическое разложение и поверхностные реакции:
При более высоких температурах летучие соединения осаждаемого вещества легче испаряются. Затем эти пары подвергаются термическому разложению на атомы и молекулы или вступают в реакцию с другими газами на поверхности подложки. Этот процесс очень важен, так как он напрямую влияет на состав и структуру осаждаемой пленки. Например, разложение аммиака на металлической поверхности иллюстрирует, как молекулярные прекурсоры распадаются на адатомы элементов, которые необходимы для роста пленки. Скорость этого разложения и, соответственно, скорость осаждения зависят от температуры и давления процесса.Миграция и зарождение адатомов:
Адатомы элементов, образующиеся в результате поверхностных реакций, очень подвижны при повышенных температурах. Они мигрируют по поверхности подложки, пока не столкнутся с высокоэнергетическими участками, такими как атомные вакансии, края решетки или места перегиба на кристаллических поверхностях. На некристаллических поверхностях адатомы задерживаются другими типами поверхностных участков. Эта миграция и последующее зарождение в определенных местах имеют решающее значение для формирования однородной и непрерывной пленки. Более высокие температуры способствуют такой миграции, что потенциально приводит к более эффективному зарождению и лучшему качеству пленки.
Паразитные реакции и примеси:
Несмотря на преимущества высоких температур, такие условия также увеличивают вероятность паразитных реакций на поверхности материала. В результате этих реакций могут образовываться примеси, которые ухудшают свойства растущего слоя. Например, образование нежелательных соединений или захват побочных продуктов может привести к появлению дефектов в пленке, влияющих на ее электрические, механические или оптические свойства.
Влияние на структуру и свойства пленки:
