Материалы и методы нанотехнологий : учебное пособие

глава 2. Получение компактных двумерных и трехмерных наноматериалов
химическое осаждение из растворов
Общая схема процесса химического осаждения из растворов приве-
дена на рис. 2.2. Основная сложность в формировании пленок задан-
ного состава этим методом состоит в выборе состава и соотношения 
химических реагентов в маточном растворе. Кроме того, следует учи-
тывать кинетику реакций, эффекты адгезии и смачивания подложки, 
что приводит к необходимости введения дополнительных компонен-
тов — стабилизирующих агентов или поверхностно-активных веществ.
раствор прекурсоров
перемешивание,
выдержка и т. д.
нанесение
пиролиз
температурная
обработка
уплотнение,
кристаллизация
сушка,
гидролиз,
поликонденсация
химические превращения:
поликонденсация,
выжигание органики и т. д.
нанесение покрытия
нанесенная пленка
аморфная пленка
многократное нанесение
кристаллическая
пленка
Рис. 2.2. Стадии нанесения пленок
химическим осаждением из растворов
Нанесение раствора на подложку проводят с использованием сле-
дующих методов:
— нанесение на вращающуюся подложку (
spin-coating
), при кото-
ром распределение раствора по поверхности происходит за счет цен-

---

97
2.3. осаждение и напыление на подложку
тробежной силы (широко применяется для нанесения пленок на глад-
кие подложки);
— вытягивание из раствора (
dip-coating
), при котором распреде-
ление раствора по поверхности происходит за счет адгезионных сил 
(широко применяется для нанесения пленок на крупные детали слож-
ной формы);
— нанесение из аэрозоля (
spraycoating
), основанное на осажде-
нии капель аэрозоля под действием гравитационных или электро-
статических сил.
После нанесения пленку подвергают высушиванию, гидролизу или 
полимеризации в зависимости от выбранного состава и метода полу-
чения. Термическая обработка приводит к разложению прекурсоров 
и образованию кристаллической фазы путем гетерогенного или го-
могенного зародышеобразования. Микроструктура пленки сильно 
зависит от кинетики и термодинамики твердофазных реакций, про-
исходящих при переходе от промежуточной аморфной или нанокри-
сталлической фазы к кристаллической пленке, что зависит от хими-
ческого состава покрытия. Многократное повторение этих процедур 
позволяет увеличивать толщину пленки или формировать многослой-
ные покрытия. Благодаря простой реализации и низкой стоимости, 
метод химического осаждения из растворов широко применяется в со-
временной микро- и наноэлектронике, например, при изготовлении 
устройств памяти FeRAM (ferroelectricrandomaccessmemory).
литографические методы
Метод литографии (с греческого «lithos» — камень и «grapho» — 
пишу, рисую) был разработан в 1798 году Алоизием Зенефельдером 
в Богемии. Это была первая принципиально новая техника печати 
после изобретения гравюры в XV веке. На данный момент под тер-
мином «литография» понимают метод подготовки поверхности пу-
тем использования некоего шаблона, который определяет структуру 
конечного объекта. Эта технология используется для массового про-
изводства микросхем с использованием масок в качестве шаблона, 
полностью определяющего последовательность структур на поверх-
ности полупроводника. Развитие метода литографии ориентировано 

---

98