3.3. Ионли активлаштириш усули билан қаттиқ жисм
юзаларида юпқа плёнкалар ҳосил қилиш
ҚФЭ ёки РЭ усули билан умуман, қаттиқ жисм юзасига атомларни ўтқазиб кейин ишлов бериш усуллари юпқа плёнкалар ҳосил қилишда кўп ишлатилади. Аммо кўп ҳолларда ўтқазилган плёнка атомлари ва асос атомлари бир-бирига аралашиб, янги плёнка ҳосил бўлишида айрим қийинчиликлар вужудга келади. Масалан: ҳосил қилишимиз керак бўлган плёнканинг қалинлигини ошириш учун ҳароратини кўтариш керак бўлади. Ҳароратини кўтариш эса қуйидаги асосий муаммоларни вужудга келтиради:
- плёнканинг қалинлигини назорат қилиб бўлмайди ва текис чегаравий қатлам олиб бўлмайди;
- керакли бир жинсли таркибни ҳосил қилиш қийин бўлади;
- юқори ҳароратларда плёнканинг устки қатламлари буғланиб кетиши мумкин;
- юқори ҳароратларда асоснинг таркибидаги четки аралашмалар активлашиши мумкин. Улар диффузия ҳисобига плёнка ичига ёки чегаравий қатламга тўпланади.
Бу муаммоларни маълум бир миқдорда ҳал килиш учун ион-активацион усул ишлатилади. Бу усулга асосан асоснинг юзаси плёнка ўтқазишдан олдин ионлар билан урилади. Бунда икки ҳолни кўриб чиқиш мумкин:
Агар ионлар энергияси унча катта бўлмаса (Еi400500 эВ) улар асоснинг юзасида кўплаб кристалланиш марказларини ҳосил қилади. Бу марказлар нисбатан кичик ҳароратларда асос юзасида мукаммал плёнкалар олиш имконини беради.
2. Агар ионларнинг энергияси катта бўлса (Еi>5001000 эВ), бу ионлар кристалларнинг ичида юриб бориб, атомларнинг ҳаракати учун маълум бир йўллар очади (коваклар ҳосил қилади), кейин бу юзага керакли материалнинг атомлари ўтқазилади. Унча катта бўлмаган маълум бир ҳароратда юзага ўтқазилаётган атомлар бу коваклар орқали асоснинг ички қисмига кириб боради ва унинг атомлари билан интенсив аралашади. Демак, бу усул билан кичик ҳароратларда асос ва плёнка атомларининг аралашиб кетишини ва керакли бирикма ҳосил қилинишини таъминлаш мумкин. Ионларнинг энергиясини ўзгартириш йўли билан ҳосил қилиниши керак бўлган плёнканинг қалинлигини керакли миқдорда ўзгартиришимиз ва назорат қилишимиз мумкин.
Ионли активлаштириш усулининг хусусий ҳоли ион – молекуляр усул деб ҳам юритилади. Бу усулга асосан, юзага туширилаётган атомларнинг маълум бир қисми ионлаштирилади ва уларга энергия берилади. Бу тушаётган ионлар асос ва ўтқазилган атомларнинг аралашиб кетишини тезлаштиради ва нисбатан кичик ҳароратларда керакли плёнкалар олишни таъминлайди.
Плёнкаларни ионли ўтқазиш жараёнини умумий изоҳлаш учун энергетик активация (фаоллик) даражасини баҳолаш керак бўлади. Ионлар таъсири билан боғлиқ бўлган энергетик активация энергия коэффициенти () деб аталувчи катталик билан аниқланади:
.
Бу ерда Еi+En – ионлар таъсири бор пайтда асос юзасига тушиб конденсацияланаётган барча зарраларнинг кинетик энергияси; En – ионлар таъсири йўқ пайтида барча зарраларнинг кинетик энергияси; ni/nn – ионлар тезлигининг ўтқазиш тезлигига нисбати; ei/en – ионлар оқими энергиясининг ионлар таъсири йўқ пайтидаги зарралар оқими энергиясига нисбати.
Ионли активация усули билан плёнкалар олишда асос юзасида рўй берадиган жараёнлар ионларнинг энергиясига боғлиқ бўлади. Ионлар энергиясининг катталигига қараб ионлар таъсири эффектини шартли равишда бешта оралиққа бўлишимиз мумкин:
Ei10-210 эВ. Бу оралиқда ионлар конденсацияни термик активлаштиради ва миграцияни кучайтиради.
Ei10-15102 эВ. Асос юзасидаги четки атомлар учиб кетади, адгезия яхшиланади ва анча мужассам қатламлар ҳосил бўлади.
Ei55103 эВ. Зарядланган нуқсонларнинг марказлари вужудга келади, кристалл тузилишда нуқсонлар ҳосил бўлади.
Ei5101104 эВ. Кристалл тузилиш бузила бошлайди, иккиламчи емирилиш рўй беради.
Ei5103105 эВ. Ионларнинг ва кетма-кет атомларнинг асоснинг ички қатламларида жойлашиб қолиши (имплантацияси) рўй беради.
Do'stlaringiz bilan baham: |