Евтектоїдне перетворення

Для систем, де відбувається евтектоїдне перетворення (рис. 9.7), теж можна застосовувати холодні методи, у цьому випадку треба нагріти речовину до однорідного (однофазного) стану (наприклад, до α твердого розчину (крапка 1, рис. 9.7).

Якщо нагрівати вихідну речовину повільно, то можна одержати неоднорідну плівку (крапка 2, рис. 9.7). Якщо нагрівання здійснювати з великою швидкістю, за евтектоїдною реакцією (β+γ ↔ α), то можна одержати однорідну за складом тонку плівку складу α-фази.

10. КОНТРОЛЬ ПАРАМЕТРІВ тонких ПЛІВОК

І ТЕХНОЛОГІЧНИХ РЕЖИМІВ ЇХНЬОГО НАНЕСЕННЯ

Одержання високоякісних плівок із заздалегідь заданими й відтвореними параметрами визначає необхідність строгого контролю при їх нанесенні. Особливості контролю параметрів тонкоплівкових елементів визначаються малою товщиною плівок, що наносяться, (від декількох десятків до сотень нанометрів). Параметри плівок контролюють безпосередньо в процесі їхнього нанесення у вакуумній робочій камері й після нанесення, тобто поза камерами. Найбільш важливий контроль у камері, тому що залежно від його результатів регулюються режими процесу росту плівки, що дозволяє усунути операції припасування її параметрів після нанесення.

Розглянемо основні способи виміру й контролю таких параметрів плівок, як товщина, електричний опір, адгезія й найважливіший технологічний режим – швидкості нанесення. Залежно від призначення плівок звичайно визначають метод їхнього контролю й контролюють один або два параметри.

Вимір товщини плівок.

Товщину плівок вимірюють такими найпоширенішими методами, як мікрозважування й багатопроменева інтерферометрія.

Метод мікрозважування складається у визначенні збільшення маси підкладки після нанесення на неї плівки. При цьому середню товщину плівки визначають за формулою:

, (10.1)

де — площа плівки на підкладці;

— питома маса нанесеної речовини.

Цей метод нескладний, але вимагає, щоб форма підкладки була простою, а її поверхня – у гарному стані. Крім того, на точність вимірів впливає питома маса нанесеного матеріалу, що може змінюватися залежно від умов технологічних режимів (залишкового тиску, забруднень молекулами газу й ін.).

При вимірюванні товщини плівки зважуванням уважають, що щільність нанесеної речовини дорівнює щільності масивної. Під ефективною товщиною плівки розуміють товщину, що вона мала б, якби утворююча її речовина була рівномірно розподілена по поверхні із щільністю, рівною щільності масивної речовини.

Чутливість методу зважування становить 1 – 10 мкм/м² і залежить від чутливості ваг і площі плівки на підкладці.

Метод багатопроменевої інтерфермометрії, що застосовується для виміру товщини непрозорих плівок, заснований на спостереженні в мікроскоп інтерференційних смуг, що виникають при розгляді в монохроматичному світлі двох поверхонь, розташованих під кутом друг до друга.

Перед виміром одержують на зразку так звану сходинку — різку бічну границю плівки на підкладці. Для цього маскують частину підкладки при осадженні плівки або хімічно видаляють частину нанесеної плівки. У мікроскоп спостерігають зсув інтерференційних смуг (рис. 10.1). Переміжні світлі й темні інтерференційні смуги із кроком L на поверхні як плівки, так і підкладки зміщаються відносно один одного біля їх границі на значення l.

Рис. 10.1. Зсув інтерференційних смуг

Вимірюючи за допомогою мікроінтерференційного мікроскопа зсув якої–небудь певної смуги, розраховують товщину плівки за формулою

, (10.2)

де — довжина хвилі монохроматичного світла, дорівнює 0,54 мкм;

— крок між сусідніми інтерференційними смугами;

— зсув інтерференційної смуги.

Точність цього методу виміру товщини плівки становить 15–30 нм.