Мето дика визначення товщини напилених плівок
-
Upload
colin-patton -
Category
Documents
-
view
92 -
download
1
description
Transcript of Мето дика визначення товщини напилених плівок
![Page 1: Мето дика визначення товщини напилених плівок](https://reader036.fdocuments.net/reader036/viewer/2022081512/56813736550346895d9ec63c/html5/thumbnails/1.jpg)
Методика визначення товщини напилених
плівок
Виконала: студентка ІV-Б курсуННІ ФМ та КІССпицька В. В.
![Page 2: Мето дика визначення товщини напилених плівок](https://reader036.fdocuments.net/reader036/viewer/2022081512/56813736550346895d9ec63c/html5/thumbnails/2.jpg)
Тонкі плівки — фізичний термін, який означає шар матеріалу, товщиною від кількох нанометрів до кількох мікрон. Термін тонка плівка використовується у фізиці в тих випадках, коли завдяки малій товщині шар матеріалу має властивості, відмінні від властивостей об'ємного матеріалу. Наприклад, в оптиці тонкими плівками називають плівки, товщина яких порівняна з довжиною хвилі світла, тобто в діапазоні десятих мікрона. Вивчення властивостей тонких плівок виділилося в окрему область фізики й технології. Крім оптики тонкі плівки широко використовуються також у напівпровідниковій електроніці.
![Page 3: Мето дика визначення товщини напилених плівок](https://reader036.fdocuments.net/reader036/viewer/2022081512/56813736550346895d9ec63c/html5/thumbnails/3.jpg)
Технології вирощування
· Хімічні методи:- плакування;- хімічне осадження з розчину;- хімічне осадження з парової фази. · Фізичні методи:- фізичне осадження з парової фази;- розпилення;- імпульсне лазерне напилення;- іонно-променева епітаксія;- молекулярно-променева епітаксія.
![Page 4: Мето дика визначення товщини напилених плівок](https://reader036.fdocuments.net/reader036/viewer/2022081512/56813736550346895d9ec63c/html5/thumbnails/4.jpg)
Постановка задачі
Розробити методику вимірювання товщини тонких плівок та звірити отримані результати. Критерій достовірності – співпадіння результатів, отриманих незалежними методами.
![Page 5: Мето дика визначення товщини напилених плівок](https://reader036.fdocuments.net/reader036/viewer/2022081512/56813736550346895d9ec63c/html5/thumbnails/5.jpg)
Вимірювачітовщини
ЕлектронніМеханічні Сутомеханічні
Електро-механічні
Електронні
За фізичним принципом
За конструкційним виконанням
Магнітні Електричні
Радіаційні
Магнітного опору
Магнітного потоку
Вихрові струмиОптичні
Іонізаційні
Рентгенографічні
Резистивні
Ємнісні
![Page 6: Мето дика визначення товщини напилених плівок](https://reader036.fdocuments.net/reader036/viewer/2022081512/56813736550346895d9ec63c/html5/thumbnails/6.jpg)
Схема вакуумної установки
ФН
вентиль викачки з балону (ВВ)
механічний вакуумний насоснасос
паро-машинний
вентиль викачки роб. об'єму (ПВ)ВВК
напуск повітря
робочий об'єм
![Page 7: Мето дика визначення товщини напилених плівок](https://reader036.fdocuments.net/reader036/viewer/2022081512/56813736550346895d9ec63c/html5/thumbnails/7.jpg)
![Page 8: Мето дика визначення товщини напилених плівок](https://reader036.fdocuments.net/reader036/viewer/2022081512/56813736550346895d9ec63c/html5/thumbnails/8.jpg)
Хід роботи:
1. Зважуємо зразок;2. Приблизно розраховуємо масу речовини,
яку необхідно напилити, щоб отримати необхідну нам товщину;
3. Просвічуємо;4. Напиляємо;5. Зважуємо напилений зразок;6. Визначаємо масу напиленої речовини ∆m;7. Знову просвічуємо, знімаємо покази;8. Робимо розрахунки.
![Page 9: Мето дика визначення товщини напилених плівок](https://reader036.fdocuments.net/reader036/viewer/2022081512/56813736550346895d9ec63c/html5/thumbnails/9.jpg)
Розрахункова формула:
hRm 24h – товщина напиленого шару;R – відстань від напилювача до
напилюваної поверхні;R=5см;h=10-5 см;ρ=8,902 г/см R
![Page 10: Мето дика визначення товщини напилених плівок](https://reader036.fdocuments.net/reader036/viewer/2022081512/56813736550346895d9ec63c/html5/thumbnails/10.jpg)
Радіаційні методи засновані на вимірюванні характеристик відбитого, пропущеного або емітованого плівкою випромінювання. Іонізаційні - джерело випромінювання й іонізаційний перетворювач можуть бути розташовані як по різні сторони вимірюваного покриття, так і по один бік від нього. В обох випадках зі зміною товщини змінюється інтенсивність випромінювання, пропущеного/відбитого покриттям. Рентгенографічні – 1) метод поглинання, заснований на вимірюванні ослаблення в плівці пучка рентгенівських променів; 2) метод емісії ґрунтується на збудженні матеріалу плівки джерелом високої енергії.
![Page 11: Мето дика визначення товщини напилених плівок](https://reader036.fdocuments.net/reader036/viewer/2022081512/56813736550346895d9ec63c/html5/thumbnails/11.jpg)
Обчислення лінійного коефіцієнта послаблення k зразка:
samplekxeII 0
x
II
ksamle0
ln
і напиленої міді:
CuCuCu kμ = 98,8 см2/г;ρ = 8,902 г/см3
Фізичні основи радіаційного методу
![Page 12: Мето дика визначення товщини напилених плівок](https://reader036.fdocuments.net/reader036/viewer/2022081512/56813736550346895d9ec63c/html5/thumbnails/12.jpg)
Cu
samplesample
Cu k
II
xk
x 0
2ln
samplesample
CuCu
xk
xk
eII
eII
IIII
02
01
2010
![Page 13: Мето дика визначення товщини напилених плівок](https://reader036.fdocuments.net/reader036/viewer/2022081512/56813736550346895d9ec63c/html5/thumbnails/13.jpg)
Результати по методу зважування
Зразок Маса m1,
г
Товщина х, см
Площа S, см2
Маса після напилення, m2, г
∆ m, г Площа шару S', см2
Скляна пластинка
0,17700 0,0135 2,3×2,4 0,18260 0,0056 5,19
Кремнієва пластинка
0,39440 0,0614 1,81 0,39775 0,00335 1,7512
Фольга (1 шар)
0,02125 0,0013 2×2 0,02615 0,0049 3,91
Фольга (2 шари)
0,02500 0,0018 2×2 0,02665 0,00165 3,85
![Page 14: Мето дика визначення товщини напилених плівок](https://reader036.fdocuments.net/reader036/viewer/2022081512/56813736550346895d9ec63c/html5/thumbnails/14.jpg)
Результати по рентгенівському методу
Назва зразка
Інтенсивність до напилення
Ісер
Інтенсивність після напилення
І'сер
Інтенсивність первинного
пучкаІ0сер
Лінійний коефіцієнт
ослаблення k, 1∕см
Скляна пластинка 1707,4 5449,6
21197,2
186, 58
Кремнієва пластинка
___________
___________ _________
Фольга (1 шар) 14688,9 43928,4 282,14
Фольга (2 шари) 12818,3 66522,9 279,44
![Page 15: Мето дика визначення товщини напилених плівок](https://reader036.fdocuments.net/reader036/viewer/2022081512/56813736550346895d9ec63c/html5/thumbnails/15.jpg)
Назва зразка
Товщина шару за методом
зважування, h, мк
Товщина шару за радіаційним методом,
h, мк
Скляна пластинка
1,212 1,92
Кремнієва пластинка
2,149 ___________
Фольга (1 шар)
1,408 1,548
Фольга (2 шари)
0,481 0,495
Співставлення результатів
![Page 16: Мето дика визначення товщини напилених плівок](https://reader036.fdocuments.net/reader036/viewer/2022081512/56813736550346895d9ec63c/html5/thumbnails/16.jpg)
Резистивний метод - вимірювання опору плівки - проста операція, що може бути використана для визначення товщини провідних плівок на непровідних підкладках і для напівпровідникових епітаксійних шарів. Залежність опору тонкої провідної плівки R від товщини h можна представити у вигляді
,hw
lR
де l – довжина, w – ширина, ρ - питомий опір плівки. При умові константності питомого опору товщину плівки h можна безупинно контролювати за її опором. Ємнісний метод - може бути застосований для визначення товщин діелектричних плівок, нанесених на провідні підкладки. Вимірювана ємність обернено пропорційна товщині плівки, прямо пропорційна діелектричній постійній плівки і площі електрода (не враховуючи крайові ефекти).
![Page 17: Мето дика визначення товщини напилених плівок](https://reader036.fdocuments.net/reader036/viewer/2022081512/56813736550346895d9ec63c/html5/thumbnails/17.jpg)
![Page 18: Мето дика визначення товщини напилених плівок](https://reader036.fdocuments.net/reader036/viewer/2022081512/56813736550346895d9ec63c/html5/thumbnails/18.jpg)
Анізотропна струмопровідна
гума
![Page 19: Мето дика визначення товщини напилених плівок](https://reader036.fdocuments.net/reader036/viewer/2022081512/56813736550346895d9ec63c/html5/thumbnails/19.jpg)
Метод рентгеноспектрального аналізу
![Page 20: Мето дика визначення товщини напилених плівок](https://reader036.fdocuments.net/reader036/viewer/2022081512/56813736550346895d9ec63c/html5/thumbnails/20.jpg)
Метод рентгеноспектрального аналізу