Chemické a další metody přípravy tenkých...
Transcript of Chemické a další metody přípravy tenkých...
![Page 1: Chemické a další metody přípravy tenkých vrstevphysics.ujep.cz/~mkormund/ufptv/3_Prednaska_UFPTV.pdf · Katoda Anoda. Martin Kormunda Poniklování . Martin Kormunda Dnes Obvykle](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022050715/5dd10c21d6be591ccb63f691/html5/thumbnails/1.jpg)
Martin Kormunda
Chemické a další metody přípravy tenkých vrstev
●CVD metody
●Elektrolitické depozice - galvanotechnika
●Depozice organických vrstev
![Page 2: Chemické a další metody přípravy tenkých vrstevphysics.ujep.cz/~mkormund/ufptv/3_Prednaska_UFPTV.pdf · Katoda Anoda. Martin Kormunda Poniklování . Martin Kormunda Dnes Obvykle](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022050715/5dd10c21d6be591ccb63f691/html5/thumbnails/2.jpg)
Martin Kormunda
CVD – Chemical Vapor Deposition
Je chemický proces používaný k vytváření tenkých vrstev.Substrát je vystaven proudu jednoho nebo více těkavých prekurzorů, které reagují a/nebo se rozkládaní na substrátu, kde vytváření vrstvu.Obvykle vznikají také těkavé odpady, které jsou tokem plynu odváděny z oblasti substrátu.
![Page 3: Chemické a další metody přípravy tenkých vrstevphysics.ujep.cz/~mkormund/ufptv/3_Prednaska_UFPTV.pdf · Katoda Anoda. Martin Kormunda Poniklování . Martin Kormunda Dnes Obvykle](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022050715/5dd10c21d6be591ccb63f691/html5/thumbnails/3.jpg)
Martin Kormunda
Idea depozice CVD
Tok prekurzorů
Substrát na vhodné teplotě
Pozor na pokles koncentrace prekurzorů při růstu vrstev, lze kompenzov
Tok odpadů
![Page 4: Chemické a další metody přípravy tenkých vrstevphysics.ujep.cz/~mkormund/ufptv/3_Prednaska_UFPTV.pdf · Katoda Anoda. Martin Kormunda Poniklování . Martin Kormunda Dnes Obvykle](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022050715/5dd10c21d6be591ccb63f691/html5/thumbnails/4.jpg)
Martin Kormunda
Rozdělení CVD podle pracovního tlaku
● Atmospheric pressure CVD (APCVD) ● Low-pressure CVD (LPCVD)
![Page 5: Chemické a další metody přípravy tenkých vrstevphysics.ujep.cz/~mkormund/ufptv/3_Prednaska_UFPTV.pdf · Katoda Anoda. Martin Kormunda Poniklování . Martin Kormunda Dnes Obvykle](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022050715/5dd10c21d6be591ccb63f691/html5/thumbnails/5.jpg)
Martin Kormunda
Rozdělení CVD podle zdroje par
● Aerosol assisted CVD (AACVD) ● Direct liquid injection CVD (DLICVD)● Metalorganic chemical vapor deposition
(MOCVD)
![Page 6: Chemické a další metody přípravy tenkých vrstevphysics.ujep.cz/~mkormund/ufptv/3_Prednaska_UFPTV.pdf · Katoda Anoda. Martin Kormunda Poniklování . Martin Kormunda Dnes Obvykle](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022050715/5dd10c21d6be591ccb63f691/html5/thumbnails/6.jpg)
Martin Kormunda
CVD s přídavnou aktivací par
● Microwave plasma-assisted CVD (MPCVD) ● Plasma-Enhanced CVD (PECVD) ● Remote plasma-enhanced CVD (RPECVD)
![Page 7: Chemické a další metody přípravy tenkých vrstevphysics.ujep.cz/~mkormund/ufptv/3_Prednaska_UFPTV.pdf · Katoda Anoda. Martin Kormunda Poniklování . Martin Kormunda Dnes Obvykle](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022050715/5dd10c21d6be591ccb63f691/html5/thumbnails/7.jpg)
Martin Kormunda
Polykrystalický křemík
● SiH4 → Si + 2H
2
● Silan – spontánně hořlavý, dusivý plyn● LPCVD● Teplota substrátu 600 až 650 oC● Tlak 25 až 150 Pa● Rychlost růstu cca 10 až 20 nm/min● Lze i přímo dopovat připouštěním vhodného
plynu
![Page 8: Chemické a další metody přípravy tenkých vrstevphysics.ujep.cz/~mkormund/ufptv/3_Prednaska_UFPTV.pdf · Katoda Anoda. Martin Kormunda Poniklování . Martin Kormunda Dnes Obvykle](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022050715/5dd10c21d6be591ccb63f691/html5/thumbnails/8.jpg)
Martin Kormunda
Oxid křemičitý - SiO2
● Více možností:● SiH
4 + O
2 → SiO
2 + 2H
2 při 300 and 500 °C, LPCVD
nebo APCVD ● SiCl
2H
2 + 2 N
2O → SiO
2 + 2N
2 + 2HCl, 900 °C,
LPCVD ● Si(OC
2H
5)
4 → SiO
2 + odpad, 650 and 750 °C, LPCVD,
TEOS - Tetraethylorthosilicate ● Dopování fosforem např. pomocí
● 4 PH3 + 5O
2 → 2P
2O
5 + 6H
2
![Page 9: Chemické a další metody přípravy tenkých vrstevphysics.ujep.cz/~mkormund/ufptv/3_Prednaska_UFPTV.pdf · Katoda Anoda. Martin Kormunda Poniklování . Martin Kormunda Dnes Obvykle](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022050715/5dd10c21d6be591ccb63f691/html5/thumbnails/9.jpg)
Martin Kormunda
LPCVD
Topné elemety140 až 1250 oC
![Page 10: Chemické a další metody přípravy tenkých vrstevphysics.ujep.cz/~mkormund/ufptv/3_Prednaska_UFPTV.pdf · Katoda Anoda. Martin Kormunda Poniklování . Martin Kormunda Dnes Obvykle](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022050715/5dd10c21d6be591ccb63f691/html5/thumbnails/10.jpg)
Martin Kormunda
CVF7000. Cluster-Type Thermal Processing Equipment.
Koyo Thermo Systems
![Page 11: Chemické a další metody přípravy tenkých vrstevphysics.ujep.cz/~mkormund/ufptv/3_Prednaska_UFPTV.pdf · Katoda Anoda. Martin Kormunda Poniklování . Martin Kormunda Dnes Obvykle](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022050715/5dd10c21d6be591ccb63f691/html5/thumbnails/11.jpg)
Martin Kormunda
Oxid křemičitý - SiO2
● Další možnosti:● 3SiH
4 + 6 N
2O → 3 SiO
2 + 4NH
3 + 4N2, PECVD
● Si(OC2H
5)
4 → SiO
2 + odpad, PECVD
![Page 12: Chemické a další metody přípravy tenkých vrstevphysics.ujep.cz/~mkormund/ufptv/3_Prednaska_UFPTV.pdf · Katoda Anoda. Martin Kormunda Poniklování . Martin Kormunda Dnes Obvykle](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022050715/5dd10c21d6be591ccb63f691/html5/thumbnails/12.jpg)
Martin Kormunda
PECVD
![Page 13: Chemické a další metody přípravy tenkých vrstevphysics.ujep.cz/~mkormund/ufptv/3_Prednaska_UFPTV.pdf · Katoda Anoda. Martin Kormunda Poniklování . Martin Kormunda Dnes Obvykle](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022050715/5dd10c21d6be591ccb63f691/html5/thumbnails/13.jpg)
Martin Kormunda
Depozice na napájené electrodě
![Page 14: Chemické a další metody přípravy tenkých vrstevphysics.ujep.cz/~mkormund/ufptv/3_Prednaska_UFPTV.pdf · Katoda Anoda. Martin Kormunda Poniklování . Martin Kormunda Dnes Obvykle](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022050715/5dd10c21d6be591ccb63f691/html5/thumbnails/14.jpg)
Martin Kormunda
Triodový PECVD systém
![Page 15: Chemické a další metody přípravy tenkých vrstevphysics.ujep.cz/~mkormund/ufptv/3_Prednaska_UFPTV.pdf · Katoda Anoda. Martin Kormunda Poniklování . Martin Kormunda Dnes Obvykle](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022050715/5dd10c21d6be591ccb63f691/html5/thumbnails/15.jpg)
Martin Kormunda
Oracle III Plasma Etch & Deposition System with central handler and
load lock
Koyo Thermo Systems
![Page 16: Chemické a další metody přípravy tenkých vrstevphysics.ujep.cz/~mkormund/ufptv/3_Prednaska_UFPTV.pdf · Katoda Anoda. Martin Kormunda Poniklování . Martin Kormunda Dnes Obvykle](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022050715/5dd10c21d6be591ccb63f691/html5/thumbnails/16.jpg)
Martin Kormunda
Nitrid křemíku - SiN● Opět více možností:
● 3SiH4 + 4NH
3 → Si
3N
4 + 12H
2, LPCVD
● 3SiCl2H
2 + 4 NH
3 → Si
3N
4 + 6HCl + 6H
2, LPCVD
● Vrstvy mají vysoké vnitřní pnutí, proto praskají při tlouštkách nad 200 nm
● Odpor cca 1016 Ohm.cm
![Page 17: Chemické a další metody přípravy tenkých vrstevphysics.ujep.cz/~mkormund/ufptv/3_Prednaska_UFPTV.pdf · Katoda Anoda. Martin Kormunda Poniklování . Martin Kormunda Dnes Obvykle](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022050715/5dd10c21d6be591ccb63f691/html5/thumbnails/17.jpg)
Martin Kormunda
SiHN ● Jak snížit vnitřní pnutí v SiN? Pomocí SiNH● SiNH má horší elektrické vlastnosti, ale menší
vnitřní pnutí● Použijme PECVD reakce
● 2SiH4 + N
2 → 2SiNH + 3H
2
● SiH4 + NH
3 → SiNH + 3H
2
![Page 18: Chemické a další metody přípravy tenkých vrstevphysics.ujep.cz/~mkormund/ufptv/3_Prednaska_UFPTV.pdf · Katoda Anoda. Martin Kormunda Poniklování . Martin Kormunda Dnes Obvykle](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022050715/5dd10c21d6be591ccb63f691/html5/thumbnails/18.jpg)
Martin Kormunda
Depozice TiN - CVD● TiN - „zlatá“ vrstva na nástrojích● Historická metoda:
● TiCl4 jako prekurzor – těkavá kapalina
● Páry získáme probubláváním● Kde vezmeme dusík? Z NH
3.
● Reakce probíhá dobře nad 600 oC● Nižší teploty jen pomocí MOCVD.
![Page 19: Chemické a další metody přípravy tenkých vrstevphysics.ujep.cz/~mkormund/ufptv/3_Prednaska_UFPTV.pdf · Katoda Anoda. Martin Kormunda Poniklování . Martin Kormunda Dnes Obvykle](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022050715/5dd10c21d6be591ccb63f691/html5/thumbnails/19.jpg)
Martin Kormunda
Depozice W - CVD
Wolfram pomocí hexafluoridu wolframu● WF
6 → W + 3F
2
● WF6 + 3H
2 → W + 6HF při 300 až 800 °C
![Page 20: Chemické a další metody přípravy tenkých vrstevphysics.ujep.cz/~mkormund/ufptv/3_Prednaska_UFPTV.pdf · Katoda Anoda. Martin Kormunda Poniklování . Martin Kormunda Dnes Obvykle](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022050715/5dd10c21d6be591ccb63f691/html5/thumbnails/20.jpg)
Martin Kormunda
Depozice kovů - CVD
Nebo přímo na křemíkovým substrátu – povrchu● 2WF
6 + 3Si → 2W + 3SiF
4 pod 400 oC
● WF6 + 3Si
2 → W + 3SiF
2 nad 400 oC
Pozor na rozdílnou spotřebu Si !
![Page 21: Chemické a další metody přípravy tenkých vrstevphysics.ujep.cz/~mkormund/ufptv/3_Prednaska_UFPTV.pdf · Katoda Anoda. Martin Kormunda Poniklování . Martin Kormunda Dnes Obvykle](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022050715/5dd10c21d6be591ccb63f691/html5/thumbnails/21.jpg)
Martin Kormunda
Depozice kovů - problémy● Ne všechny kovy lze snadno deponovat pomocí
CVD technik● Problematické jsou hliník a měď
![Page 22: Chemické a další metody přípravy tenkých vrstevphysics.ujep.cz/~mkormund/ufptv/3_Prednaska_UFPTV.pdf · Katoda Anoda. Martin Kormunda Poniklování . Martin Kormunda Dnes Obvykle](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022050715/5dd10c21d6be591ccb63f691/html5/thumbnails/22.jpg)
Martin Kormunda
MOCVD pro TiN● Prekurzory:
● tetrakis-(dimethylamido)titanium TDMAT● tetrakis-(diethylamido)titanium TDEAT
● Pracovní teplota 350 až 400 oC
Pozor reakce s NH3 je rychlá a musí proběhnout
až v pracovní komoře!!
![Page 23: Chemické a další metody přípravy tenkých vrstevphysics.ujep.cz/~mkormund/ufptv/3_Prednaska_UFPTV.pdf · Katoda Anoda. Martin Kormunda Poniklování . Martin Kormunda Dnes Obvykle](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022050715/5dd10c21d6be591ccb63f691/html5/thumbnails/23.jpg)
Martin Kormunda
MOCVD pro TiN
![Page 24: Chemické a další metody přípravy tenkých vrstevphysics.ujep.cz/~mkormund/ufptv/3_Prednaska_UFPTV.pdf · Katoda Anoda. Martin Kormunda Poniklování . Martin Kormunda Dnes Obvykle](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022050715/5dd10c21d6be591ccb63f691/html5/thumbnails/24.jpg)
Martin Kormunda
MOCVD – metalo-organika pro polovodičový průmysl
![Page 25: Chemické a další metody přípravy tenkých vrstevphysics.ujep.cz/~mkormund/ufptv/3_Prednaska_UFPTV.pdf · Katoda Anoda. Martin Kormunda Poniklování . Martin Kormunda Dnes Obvykle](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022050715/5dd10c21d6be591ccb63f691/html5/thumbnails/25.jpg)
Martin Kormunda
Růst GaN pomocí MOCVD
![Page 26: Chemické a další metody přípravy tenkých vrstevphysics.ujep.cz/~mkormund/ufptv/3_Prednaska_UFPTV.pdf · Katoda Anoda. Martin Kormunda Poniklování . Martin Kormunda Dnes Obvykle](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022050715/5dd10c21d6be591ccb63f691/html5/thumbnails/26.jpg)
Martin Kormunda
Rovnovážný stav – Změna std. volné entalpie
nA + mB → pC + rD
Reaktanty nA + mB
ProduktypC + rD
∆G
RTG
mn
rp
eBADC ∆−
=][][][][
[A] - rovnovážná molární koncentrace látky A
![Page 27: Chemické a další metody přípravy tenkých vrstevphysics.ujep.cz/~mkormund/ufptv/3_Prednaska_UFPTV.pdf · Katoda Anoda. Martin Kormunda Poniklování . Martin Kormunda Dnes Obvykle](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022050715/5dd10c21d6be591ccb63f691/html5/thumbnails/27.jpg)
Martin Kormunda
Gibbsova volná energie
Pozor na reverzibilní procesy, takové kde dG blízká 0Exotermní reakce dG < 0Endotermní reakce dG > 0
![Page 28: Chemické a další metody přípravy tenkých vrstevphysics.ujep.cz/~mkormund/ufptv/3_Prednaska_UFPTV.pdf · Katoda Anoda. Martin Kormunda Poniklování . Martin Kormunda Dnes Obvykle](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022050715/5dd10c21d6be591ccb63f691/html5/thumbnails/28.jpg)
Martin Kormunda
Model selektivního růstu Si
![Page 29: Chemické a další metody přípravy tenkých vrstevphysics.ujep.cz/~mkormund/ufptv/3_Prednaska_UFPTV.pdf · Katoda Anoda. Martin Kormunda Poniklování . Martin Kormunda Dnes Obvykle](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022050715/5dd10c21d6be591ccb63f691/html5/thumbnails/29.jpg)
Martin Kormunda
Model selektivního růstu SiAt 1000 K, for example, the equilibrium Si:Cl ratio is about 0.18. Thus if we use a feed of pure dichlorosilane, with a Si:Cl ratio of 0.5:1, net deposition must result.
The process is unlikely to be highly selective. However, an inlet mixture of 3:1 HCl:SiH2Cl2 will give an inlet Si:Cl ratio very near that of the equilibrium mixture. The small energy difference between polycrystalline silicon growing on oxide and the more stable epitaxial silicon can be the difference between net deposition and net etching. [after R. Madar and C. Bernard, J. Vac. Sci. Tech. A8 p. 1413 (1990)]
![Page 30: Chemické a další metody přípravy tenkých vrstevphysics.ujep.cz/~mkormund/ufptv/3_Prednaska_UFPTV.pdf · Katoda Anoda. Martin Kormunda Poniklování . Martin Kormunda Dnes Obvykle](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022050715/5dd10c21d6be591ccb63f691/html5/thumbnails/30.jpg)
Martin Kormunda
Dolpněk - Transparentní vodičeZnO, SnO2, In2O3, popř. se vrstvy dopují různými příměsmi pro zlepšení elektrických a optických vlastností, např. ZnO:Al, ZnO:In, SnO2:F, SnO2:Sb, In2O3:Te, In2O3:Sn
Původně byly substráty pokrývány jednoduchými chemickými metodami. Jednoduchá metoda „spray“ spočívá v rozprašování drobných kapiček, které chemicky reagují na horkém substrátu.
Například: 2InCl3 + 3H2O → In2O3 + 6HCl
SnCl4 + 2H2O → SnO2 + 4HCl
Později se osvědčila i metoda PECVD:
SnCl4 + 2H2O → SnO2 + 4HCl
![Page 31: Chemické a další metody přípravy tenkých vrstevphysics.ujep.cz/~mkormund/ufptv/3_Prednaska_UFPTV.pdf · Katoda Anoda. Martin Kormunda Poniklování . Martin Kormunda Dnes Obvykle](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022050715/5dd10c21d6be591ccb63f691/html5/thumbnails/31.jpg)
Martin Kormunda
Organické vrstvy
![Page 32: Chemické a další metody přípravy tenkých vrstevphysics.ujep.cz/~mkormund/ufptv/3_Prednaska_UFPTV.pdf · Katoda Anoda. Martin Kormunda Poniklování . Martin Kormunda Dnes Obvykle](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022050715/5dd10c21d6be591ccb63f691/html5/thumbnails/32.jpg)
Martin Kormunda
Co to je?● Nekovové povlaky pro nejrůznější aplikace,
ochranné povlaky, biokompatibilní povlaky,..●
![Page 33: Chemické a další metody přípravy tenkých vrstevphysics.ujep.cz/~mkormund/ufptv/3_Prednaska_UFPTV.pdf · Katoda Anoda. Martin Kormunda Poniklování . Martin Kormunda Dnes Obvykle](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022050715/5dd10c21d6be591ccb63f691/html5/thumbnails/33.jpg)
Martin Kormunda
Několik příkladů● PEO (poly ethylene oxide) - samočistící● CF
x (Teflon like) - ochranné
● Hydroxyapatit (zkratka HA resp. HAp), biokeramika
![Page 34: Chemické a další metody přípravy tenkých vrstevphysics.ujep.cz/~mkormund/ufptv/3_Prednaska_UFPTV.pdf · Katoda Anoda. Martin Kormunda Poniklování . Martin Kormunda Dnes Obvykle](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022050715/5dd10c21d6be591ccb63f691/html5/thumbnails/34.jpg)
Martin Kormunda
Jak připravit PEO?● Plazmová polymerace (PECVD)● Magnetronové naprašování
![Page 35: Chemické a další metody přípravy tenkých vrstevphysics.ujep.cz/~mkormund/ufptv/3_Prednaska_UFPTV.pdf · Katoda Anoda. Martin Kormunda Poniklování . Martin Kormunda Dnes Obvykle](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022050715/5dd10c21d6be591ccb63f691/html5/thumbnails/35.jpg)
Martin Kormunda
PEO pomocí PECVD
● Monomer Glyme-2 (C6H
14O
3)
RF power
Substrate holder
Gas inlet (Shower)Pump
Chamber dimension:27x27x12cm
Electrodes diameter:14cm
RF power
Substrate holder
Gas inlet (Shower)PumpPump
Chamber dimension:27x27x12cm
Electrodes diameter:14cm
Chamber dimension:27x27x12cm
Electrodes diameter:14cm
RF power
Substrate holder
Gas inlet (Shower)PumpPump
Chamber dimension:27x27x12cm
Electrodes diameter:14cm
Chamber dimension:27x27x12cm
Electrodes diameter:14cm
RF power
Substrate holder
Gas inlet (Shower)PumpPump
Chamber dimension:27x27x12cm
Electrodes diameter:14cm
Chamber dimension:27x27x12cm
Electrodes diameter:14cm
![Page 36: Chemické a další metody přípravy tenkých vrstevphysics.ujep.cz/~mkormund/ufptv/3_Prednaska_UFPTV.pdf · Katoda Anoda. Martin Kormunda Poniklování . Martin Kormunda Dnes Obvykle](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022050715/5dd10c21d6be591ccb63f691/html5/thumbnails/36.jpg)
Martin Kormunda
Vlastnosti
0 10 20 30 40 500
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
Ar+25%Glyme-2
Receding
AdvancingW
ater
Con
tact
Ang
le (o )
RF Power (W)
mouse fibroblast L929 cells
![Page 37: Chemické a další metody přípravy tenkých vrstevphysics.ujep.cz/~mkormund/ufptv/3_Prednaska_UFPTV.pdf · Katoda Anoda. Martin Kormunda Poniklování . Martin Kormunda Dnes Obvykle](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022050715/5dd10c21d6be591ccb63f691/html5/thumbnails/37.jpg)
Martin Kormunda
Kontaktní úhel
![Page 38: Chemické a další metody přípravy tenkých vrstevphysics.ujep.cz/~mkormund/ufptv/3_Prednaska_UFPTV.pdf · Katoda Anoda. Martin Kormunda Poniklování . Martin Kormunda Dnes Obvykle](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022050715/5dd10c21d6be591ccb63f691/html5/thumbnails/38.jpg)
Martin Kormunda
Jak připravit CFx ● Z CxFy prekurzoru pomocí CVD● Magnetronovým naprašování z Cfx terčeNebo i jinak
![Page 39: Chemické a další metody přípravy tenkých vrstevphysics.ujep.cz/~mkormund/ufptv/3_Prednaska_UFPTV.pdf · Katoda Anoda. Martin Kormunda Poniklování . Martin Kormunda Dnes Obvykle](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022050715/5dd10c21d6be591ccb63f691/html5/thumbnails/39.jpg)
Martin Kormunda
PECVD pro CFx
● PACVD z C4F
8
● Vzorek na napájené elektrodě● Vzorek byl před depozicí zdrsněn pomocí
iontového bombardu● Výsledný povrch odpuzuje vodu
![Page 40: Chemické a další metody přípravy tenkých vrstevphysics.ujep.cz/~mkormund/ufptv/3_Prednaska_UFPTV.pdf · Katoda Anoda. Martin Kormunda Poniklování . Martin Kormunda Dnes Obvykle](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022050715/5dd10c21d6be591ccb63f691/html5/thumbnails/40.jpg)
Martin Kormunda
Výsledný povrch CFx
![Page 41: Chemické a další metody přípravy tenkých vrstevphysics.ujep.cz/~mkormund/ufptv/3_Prednaska_UFPTV.pdf · Katoda Anoda. Martin Kormunda Poniklování . Martin Kormunda Dnes Obvykle](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022050715/5dd10c21d6be591ccb63f691/html5/thumbnails/41.jpg)
Martin Kormunda
Elektrolitické depozice - galvanotechnika
![Page 42: Chemické a další metody přípravy tenkých vrstevphysics.ujep.cz/~mkormund/ufptv/3_Prednaska_UFPTV.pdf · Katoda Anoda. Martin Kormunda Poniklování . Martin Kormunda Dnes Obvykle](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022050715/5dd10c21d6be591ccb63f691/html5/thumbnails/42.jpg)
Martin Kormunda
PostupGalvanotechnika se zabývá elektrochemickými způsoby vylučování kovů, anodickou oxidací povrchu některých kovů a dalšími nezbytnými vedlejšími operacemi. Kovové povlaky se používají ke zlepšení např. korozní odolnosti, vzhledu, odolnosti proti mechanické erozi, elektrické vodivosti atd. konstrukčních materiálů.
● Základní technologický postup galvanického pokovování obecně zahrnuje tyto operace:
● odmaštění● opláchnutí vodou● aktivace povrchu - dekapování● opláchnutí vodou● galvanické pokovení● opláchnutí vodou● (někdy chromátování – především u zinkových a kadmiových povlaků)● (opláchnutí vodou)● sušení výrobku
![Page 43: Chemické a další metody přípravy tenkých vrstevphysics.ujep.cz/~mkormund/ufptv/3_Prednaska_UFPTV.pdf · Katoda Anoda. Martin Kormunda Poniklování . Martin Kormunda Dnes Obvykle](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022050715/5dd10c21d6be591ccb63f691/html5/thumbnails/43.jpg)
Martin Kormunda
Jak na to
Vylučování kovu Me na katodě z roztoku jeho iontů Mez+ probíhá podle reakce:
Mez+ + z e- = Me
Ve skutečnosti je však tento děj mnohem komplikovanější, neboť se skládá z řady dílčích procesů, které jsou ovlivněny podmínkami, při nichž se vylučování uskutečňuje (teplota, pH, složení elektrolytu, obsah nečistot, míchání apod.).
V galvanotechnické praxi převládají elektrolyty, v nichž jsou kovy vázány v komplexech. Např. kovy jako Cu, Zn, Cd, Ag, Au se často vylučují z kyanidových komplexů apod.
![Page 44: Chemické a další metody přípravy tenkých vrstevphysics.ujep.cz/~mkormund/ufptv/3_Prednaska_UFPTV.pdf · Katoda Anoda. Martin Kormunda Poniklování . Martin Kormunda Dnes Obvykle](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022050715/5dd10c21d6be591ccb63f691/html5/thumbnails/44.jpg)
Martin Kormunda
Princip pokovování
Provádí se v roztoku toho kovu, kterým se má předmět povlakovat. Anadou je deska z kovu, kterým se povlaku, katodou je povlakovaný předmět.
![Page 45: Chemické a další metody přípravy tenkých vrstevphysics.ujep.cz/~mkormund/ufptv/3_Prednaska_UFPTV.pdf · Katoda Anoda. Martin Kormunda Poniklování . Martin Kormunda Dnes Obvykle](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022050715/5dd10c21d6be591ccb63f691/html5/thumbnails/45.jpg)
Martin Kormunda
Schéma
Elektrolyt s ionty kovu
Katoda Anoda
![Page 46: Chemické a další metody přípravy tenkých vrstevphysics.ujep.cz/~mkormund/ufptv/3_Prednaska_UFPTV.pdf · Katoda Anoda. Martin Kormunda Poniklování . Martin Kormunda Dnes Obvykle](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022050715/5dd10c21d6be591ccb63f691/html5/thumbnails/46.jpg)
Martin Kormunda
Poniklování
![Page 47: Chemické a další metody přípravy tenkých vrstevphysics.ujep.cz/~mkormund/ufptv/3_Prednaska_UFPTV.pdf · Katoda Anoda. Martin Kormunda Poniklování . Martin Kormunda Dnes Obvykle](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022050715/5dd10c21d6be591ccb63f691/html5/thumbnails/47.jpg)
Martin Kormunda
Dnes● Obvykle si elektrolit – roztok s vázaným kovem
koupíme.
![Page 48: Chemické a další metody přípravy tenkých vrstevphysics.ujep.cz/~mkormund/ufptv/3_Prednaska_UFPTV.pdf · Katoda Anoda. Martin Kormunda Poniklování . Martin Kormunda Dnes Obvykle](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022050715/5dd10c21d6be591ccb63f691/html5/thumbnails/48.jpg)
Martin Kormunda
Faradayovy zákony elektrolýzy1. Faradayův zákon
Hmotnost látky vyloučené na elektrodě závisí přímo úměrně na elektrickém proudu, procházejícím elektrolytem, a na čase, po který elektrický proud procházel.
m = A.I.t,
kde m je hmotnost vyloučené látky, A je elektrochemický ekvivalent látky, I je elektrický proud, t je čas nebo též
m = A.Q,
kde Q je elektrický náboj prošlý elektrolytem.
![Page 49: Chemické a další metody přípravy tenkých vrstevphysics.ujep.cz/~mkormund/ufptv/3_Prednaska_UFPTV.pdf · Katoda Anoda. Martin Kormunda Poniklování . Martin Kormunda Dnes Obvykle](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022050715/5dd10c21d6be591ccb63f691/html5/thumbnails/49.jpg)
Martin Kormunda
Faradayovy zákony elektrolýzy2. Faradayův zákon
Látková množství vyloučená stejným nábojem jsou pro všechny látky chemicky ekvivalentní, neboli elektrochemický ekvivalent A závisí přímo úměrně na molární hmotnosti látky.
,
kde F je Faradayova konstanta F = 9,6485×104 C.mol−1 a z je počet elektronů, které jsou potřeba při vyloučení jedné molekuly (např. pro Cu2+ → Cu je z = 2, pro Ag+ → Ag je z = 1).
zFMA m=
![Page 50: Chemické a další metody přípravy tenkých vrstevphysics.ujep.cz/~mkormund/ufptv/3_Prednaska_UFPTV.pdf · Katoda Anoda. Martin Kormunda Poniklování . Martin Kormunda Dnes Obvykle](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022050715/5dd10c21d6be591ccb63f691/html5/thumbnails/50.jpg)
Martin Kormunda
Literatura● http://www.vakspol.cz/lsvt06/kolouch_lsvt06.pdf● Wikipedie● Lise-Marie Lacroix, Michael Lejeune, Laura
Ceriotti, Martin Kormunda, Tarik Meziani, Pascal Colpo, Francois Rossi, Surface Science 592 (2005) 182–188