Naprężenie powłoki filmowej
Dec 08, 2018| Naprężenie powłoki filmowej
I. klasyfikacja stresu filmowego i przyczyny stresu
Naprężenie wewnętrzne można podzielić na naprężenia wewnętrzne osadzania i dodatkowe naprężenia wewnętrzne. Ten pierwszy jest w trakcie formowania filmu, powstają defekty strukturalne i efekty termiczne powstające w filmie, gdy jądra kryształów zlewają się ze sobą
. Gdy atomy fazy gazowej są wstrzykiwane do substratu, podczas procesu tworzenia filmu uwalniana jest duża ilość ciepła. Ta ilość ciepła jest równoważna z hartowaniem substratu, co powoduje powstawanie naprężeń, a jednocześnie
Ponieważ para wodna tworzy jądro w początkowej fazie odkładania substratu, napięcie powierzchniowe ziaren powoduje, że przylegające ziarna łączą się i tworzą większe ziarno, ta koalescencja spowoduje zmniejszenie energii powierzchniowej, zmniejszenie powierzchni, skurcz ziarna i podłoże zapobiegnie to z powodu koalescencji i kurczenia się, co powoduje, że film wytwarza wewnętrzny stres kondensacji. Ta ostatnia wynika z tworzenia się filmu po wybuchu
Odsłonięty do atmosfery lub atmosfery do komory powlekania, folia wytworzona przez utlenianie. Trzy powyższe odpowiedzi Niezależnie od tego, czy siła ACTS w postaci naprężenia rozciągającego czy naprężenia ściskającego, wystąpi przy interfejsie membrany
Generowanie naprężeń stycznych. Gdy naprężenie ścinające jest wystarczająco duże, aby pokonać adhezję między powierzchniami membrany, membrana pęknie.
Wypaczanie lub przesuwanie, aby odpowiednio dopasować folię i podłoże, zmniejszyć naprężenia termiczne folii, prawidłową formułę filmu W procesie osadzania, Kluczem do wytrzymałości jest zmniejszenie wewnętrznego naprężenia lub uczynienie obu naprężeń kompensującymi każdy z nich. inne to także poprawa przyczepności filmu.
2. Sposób otrzymywania folii o niskim naprężeniu
Aby uzyskać folie o niskim naprężeniu, podczas przygotowania membrany można wykonać następujące czynności :
(1) Wybierz odpowiednią temperaturę podłoża, aby zmniejszyć naprężenia termiczne
Osadzanie od zmniejszenia naprężenia termicznego powinno być wybierane, gdy temperatura podłoża, ale także powinno się wybierać ze zmniejszającego się naprężenia wewnętrznego wyższego ze względu na niską temperaturę topnienia metalowej struktury folii, to czysty mały wewnętrzny stres, w tym momencie główną rolę odgrywają naprężenia termiczne, takie jak przygotowanie folii nadprzewodzących, takich jak ołów z cyny indowej, podłoże przy naprężeniu termicznym w ciekłym helu może wynosić zero, więc metal o niskiej temperaturze topnienia powinien wybrać niższą temperaturę podłoża na innych rodzajach metalu, temperatura podłoża powinna być wyższa, tak aby aby osiągnąć cel zmniejszenia wewnętrznego stresu
Ponadto rozsądny dobór membrany i podłoża tak, aby współczynnik rozszerzalności termicznej dwóch materiałów był bliski folii, jest również sposobem na zmniejszenie stresu termicznego
(2) Prawidłowy wybór ciśnienia gazu resztkowego
Osadzanie filmu, ciśnienie gazu resztkowego jest zbyt wysokie, prawdopodobieństwo kolizji między parą a cząsteczkami gazu resztkowego wzrośnie, co nie tylko wpływa na szybkość osadzania, ale również jest spowodowane zjawiskiem rozpraszania kolizji, wytwarzanym przez losowe rozmieszczenie struktury membrany i tworzy porowatą warstwę membrany. , łatwe do utlenienia membrany, nawet w warstwie membrany, w celu wytworzenia pęcherzyków, tak że powłoka wewnątrz resztkowego ciśnienia gazu jest niekorzystna i wygórowana, wybierz w 10 -3 -10 -4 Pa jest odpowiednie
(3) Wybór szybkości osadzania
Szybkość osadzania zależy od temperatury, kształtu, wielkości, odległości i zdolności parowania elementu źródłowego parowania . Wybór szybkości osadzania powinien uwzględniać nie tylko wymagania dotyczące wydajności i naprężenia folii, ale także proces
Wymagania. W przypadku przewodzących folii metalowych szybkość osadzania można wybrać jako większą, na przykład folię, wielkość ziarna tak małą, jak to tylko możliwe, węzeł Kompaktowa struktura, słabe utlenianie, jasna i gładka powierzchnia, dobre przewodnictwo elektryczne. Na folii oporowej w celu zwiększenia zlewu folii Prawidłowe utlenianie membrany jest konieczne dla stabilności produktu. Dlatego szybkość osadzania można spowolnić Niektóre. Ponieważ większość membran dielektrycznych to membrany tlenkowe lub inne złożone, rozpadają się po utlenieniu. Lub z podgrzewaczem wytwarzają reakcję chemiczną, obie dotyczą temperatury źródła parowania, a przewodzenie ciepła folii dielektrycznej jest słabe, cierpią, gdy ciepło parowania jest nierównomierne, należy odpowiednio stosować wolniejszą szybkość osadzania.
(4) Wybór grubości folii i padania pary Kąt
Zależność między grubością folii a średnim naprężeniem szczątkowym pokazano na rysunku 1-2-7. Grubość folii przekracza 100 nm Kiedy stres się nie zmienia. Jednak siła ścinająca spowodowana naprężeniem na granicy membrana-baza
Jest to wprost proporcjonalne do grubości warstwy, więc siła ścinająca może być większa niż przyczepność, gdy grubość folii jest zbyt duża, w wyniku czego traci się folię .
Rysunek 1-2 Charakterystyczne naprężenie szczątkowe podczas odparowywania i rozpylania srebrnych filmów
Jest również bardzo ważne, aby wybrać częstotliwość padania Kąt pary, dla sprzętu o niewielkiej odległości parowania, kąt padania
W celu zmniejszenia kąta padania lepiej jest zdeponować mniej substratów
Jest konieczne. Kąt padania nie powinien generalnie przekraczać 15 ° . Oczywiście, może również przejść rozsądne ustawienie ramki na części. Aby rozwiązać ten problem.
( 5) Właściwa kontrola i eliminacja dodatkowych wewnętrznych naprężeń
Dodatkowe naprężenia wewnętrzne to najczęściej naprężenia ściskające, które mogą być odpowiednie w zależności od właściwości naprężeniowych folii wytworzonej podczas osadzania
Sterowanie i regulacja, takie jak folia ma większe naprężenia rozciągające, mogą powodować dodatkowe naprężenia, aby uzyskać większą różnorodność . Wzajemna kompensacja naprężeń.
Ponadto po odkładaniu filmu można przeprowadzić odpowiednią izolację termiczną w pomieszczeniu próżni, aby ustabilizować wewnętrzną strukturę folii i utworzyć bardzo cienką, oczyszczoną powłokę na powierzchni. Ważne jest również, aby nowo nałożona folia była jak najmniej narażona na kontakt z atmosferą, zwłaszcza gdy temperatura podłoża jest znacznie wyższa niż temperatura pokojowa