Материалы и методы нанотехнологий : учебное пособие
жүктеу/скачать 3.3 Mb. Pdf көрінісі
|
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 |