Kapitel 2 Dünne Schichten Flashcards
(18 cards)
Schichtwachstum
Aus jeder Insel wird ein eigener Kristall, bis sie aneinander stoßen. -> Korngrenze
Wovon hängt beim Schichtwachstum die Wachstumsgeschwindigkeit ab?
Was ist die Konsequenz aus den verschiedenen Wachstumsgeschwindigkeiten?
Die Wachstumsgeschwindigkeit hängt von der Orientierung des Kiristalls ab.
- Schnellwachsende Kristalle überwuchern lamgsam wachsende
- Kristallstruktur ändert sich über die Höhe der aufwachsenden Schicht.
Wodurch können beim Aufdampfen mechanische Spannungen entstehen?
- Durch den Übergang von einem kristallgitter auf ein anderes kommt es zu mechanischen Spannungen (Außnahme epitaktische Ausscheidung)
- Thermische Dehnung von beiden Materialien sind unterschiedlich und Material wird bei hoher Temperatur aufgetragen
Konsequenzen von Spannungsgradienten
- Ablösen durch hohen Spannungsgradienten
- Dünne Schicht unter Zugspannung
- Dünne Schicht unter Druckspannung
Haftung von dünnen Schichten Einfluss der Vorspannung
Einfluss der Oberflächenrauhigkeit beim Aufdampfen
- Hohe Rauigkeit verhindert, dass sich zusammenhöngende Schichten ausbilden
- Kleine Kristallite mit geringer Kontaktfläche und geringer Haftung
- Es bildet sich eine Poröse Schicht mit einer rauhen Oberfläche aus
Was ist Rekristallisation?
Bei der Rekristallisation wachsen einige Kristallite auf Kosten anderer, indem bei hoher Temperatur Atome von einem Kristallkorn in ein anderes wechseln
Hierdurch lassen sich mechanische Spannungen abbauen
Rekristallisation dünner Schichten Graph
Modell für die Rekristallisation
Welche Faktoren beeinflusst die Rekristallisation?
Unter anderem:
- mechanische Spannung
- Spannungsgradienten
- elektrischen Widerstand
- Festigkeit (Berstspannung)
- Härte
- Dichte (Poren werden geschlossen)
Wichtige Eigenschaften dünner Schichten
- Haftung auf dem Substrat und zu weiteren Schichten
- Benetzbarkeit mit Fluiden
- elektrische Leitfähigkeit
- thermische Leitfähigkeit
- Isolation gegen Diffusion
- chemische Beständigkeit
Model von Movchan und Demchishin
Einfluss der Temperatur auf dünne Schichten
Je höher die Abscheidetemperatur, desto besser sind Haftung, Ebenheit, Dichte und Homogenität
Das Substrat wird oftmals während des Aufdampfens beheizt. Dies steigert die Beweglichkeit der Teilchen auf dem Substrat.
Model von Thornton
Gleichmäßigkeit der Abscheidung
Die Dicke der abgeschiedenen Schicht ist abhängig von der Position auf dem Substrat
Formel der Abscheiderate
Unter welchem Winkel teta ist die Schichtdicke maximal?
Wie sorgt man für eine gleichmäßige Auftragung?
teta ´= 0 -> möglichst senkrecht
Man lässt die Substrate rotieren
