CAÙC PHÖÔNG PHAÙP THÖÏC NGHIEÄM
This presentation is the property of its rightful owner.
Sponsored Links
1 / 81

CAÙC PHÖÔNG PHAÙP THÖÏC NGHIEÄM PowerPoint PPT Presentation


  • 75 Views
  • Uploaded on
  • Presentation posted in: General

CAÙC PHÖÔNG PHAÙP THÖÏC NGHIEÄM. PHÖÔNG PHAÙP PHUÙN XAÏ. NGÖÔØI TRÌNH BAØY:. Lê Trấn. Lưu lại thông tin cần thiết :. Địa chỉ bạn đã tải : http://mientayvn.com/Cao%20hoc%20quang%20dien%20tu/Semina%20tren%20lop/seminar.html. Nơi bạn có thể thảo luận: http://myyagy.com/mientay/.

Download Presentation

CAÙC PHÖÔNG PHAÙP THÖÏC NGHIEÄM

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation

Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author.While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server.


- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - E N D - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

Presentation Transcript


Ca c ph ng pha p th c nghie m

CAÙC PHÖÔNG PHAÙP THÖÏC NGHIEÄM

PHÖÔNG PHAÙP PHUÙN XAÏ

NGÖÔØI TRÌNH BAØY:

Lê Trấn


Ca c ph ng pha p th c nghie m

Lưulạithông tin cầnthiết:

Địachỉbạnđãtải:

http://mientayvn.com/Cao%20hoc%20quang%20dien%20tu/Semina%20tren%20lop/seminar.html

Nơi bạn có thể thảo luận:

http://myyagy.com/mientay/

Dịch tài liệu trực tuyến miễn phí:

http://mientayvn.com/dich_tieng_anh_chuyen_nghanh.html

Dự án dịch học liệu mở:

http://mientayvn.com/OCW/MIT/Co.html

Liên hệ với người quản lí trang web:

Yahoo: [email protected]

Gmail: [email protected]


Ca c ph ng pha p th c nghie m

Phuùn xaï

Trong phuùn xaï, naêng löôïng ñöôïc chuyeån töø ion tôùi ñeán nguyeân töû target,

phaù vôû lieân keát giöõa caùc nguyeân töû, böùt nhöõng nguyeân töû ra khoûi target

Taïi sao söû duïng phöông phaùp phuùn xaï?

Phuùn xaï coù ñoä ñoàng ñieàu treân dieän tích lôùn

Deã kieåm soaùt thaønh phaàn hôïp chaát

Beà maët target ñöôïc röûa tröôùc khi laéng ñoïng maøng, nhaèm taåy caùc taïp chaát baån treân beà maët

Haïn cheá: quaù trình laéng ñoïng ôû chaân khoâng trung bình coù theå laøm taêng taïp hôn quaù trình boác bay.


Ca c ph ng pha p th c nghie m

Ñieàu kieän caàn cho phuùn xaï

Target:

Coù ñoä nguyeân chaát cao laø caàn thieát

Kích thöôùc phaûi lôùn hôn kích thöôùc cuûa ñeá ñeå maøng coù ñoä ñoàng ñeàu cao

Nöôùc laøm nguoäi phía sau target

Ñieàu khieån nguoàn ion

Khí trô ñöôïc chuyeån thaønh plasma ñeå hoaït ñoäng nhö nguoàn ion

Ñieàu khieån nguoàn ion plasma baèng caùch cung caáp naêng löôïng cho chuøm ion


Chu ng ta ca n g

Chuùng ta caàn gì?

Chuùng ta caàn

Moâi tröôøng cuûa haït ion hoùa (Plasma)

taïo ra plasma

gia toác ion vaø ñieän töû

plasma laø traïng thaùi thöù 4 cuûa vaät chaát

Chöùa caùc ion di chuyeån töï do

Caû haït mang ñieän aâm vaø döông

Caùc nguyeân töû ôû traïng thaùi kích thích, naêng löôïng cuûa chuùng ôû traïng thaùi cao, baùn beàn

Haït nhaân (do caùc phaân töû bò ñöùt lieân keát)

plasma coù ñöôïc khi naêng löôïng ñuû cao


Ca c ph ng pha p th c nghie m

Saûn sinh plasma

  • Haït naêng löôïng cao söû duïng trong phuùn xaï ñöôïc saûn sinh bôûi phoùng ñieän

  • Aùp theá cao dc ngang qua khí loaûng gaây ra phoùng ñieän

Caùi gì laø cô cheá chuyeån khí caùch ñieän thaønh moâi tröôøng daãn ñieän?

Phoùng ñieän

Böùt nhöõng nguyeân töû beà maët nhieàu nhaát trong khi giaûm toái ña nhöõng ion caáy vaøo target


Ca c ph ng pha p th c nghie m

Daãn ñieän trong moâi tröôøng khí

  • Nhöõng vuøng daãn ñieän khaùc nhau trong moâi tröôøng khí

  • Hai vuøng quan troïng

    • phoùng ñieän Townsend

    • Phoùng ñieän phaùt saùng


Ca c ph ng pha p th c nghie m

Phoùng ñieän Townsend

  • Ñieän töû phaân taùn töø cathode ñöôïc gia toác höôùng ñeán anode

  • Ñieän töû coù naêng löôïng ñuû, va chaïm vôùi caùc nguyeân töû khí trung hoøa (A)

    • Khoaûng caùch giöõa hai ñieän cöïc phaûi ñuû lôùn cho pheùp ñieän töû duy trì ñuû naêng löôïng

    • Cathode phaûi ñuû roäng ñeå ngaên caûn söï maát maùt ñieän töû

  • Chuyeån ñoåi khí trung hoøa thaønh ion döông (A+)

  • Hai ñieän töû ñöôïc giaûi phoùng

    e- + A  2e- + A+

  • Caùc haït mang ñieän ñöôïc nhaân leân theo caáp soá nhaân

  • Quaù trình naøy ñöôïc goïi laø phoùng ñieän Townsend


  • Ca c ph ng pha p th c nghie m

    Moái lieân heäTownsend

    • i0 laø doøng ban ñaàu

    • Moái lieân heä naøy lieân quan ñeán doøng ñieän tích taêng ñoät bieán do saûn sinh ñieän töû thöù caáp

      •  ñaëc tröng cho xaùc suaát ion hoùa moãi ñôn vò chieàu daøi, phuï thuoäc aùp suaát, ñieän tröôøng vaø naêng löôïng ion hoùa

      •  ñaëc tröng cho böùc xaï ñieän töû thöù caáp

  • Thaùc luõ xaûy ra khi maãu soá laøzero


  • Ca c ph ng pha p th c nghie m

    Thaùc luõ

    • Theá ñaùnh thuõng laø theá khi phoùng ñieän townsend chuyeån sang phoùng ñieän corona :

      (Pashen’s law)

      A,B haèng soá

      d laø khoaûng caùch giöõa hai ñieän cöïc

      P laø aùp suaát

    • Aùp suaát thaáp:

      • Vaøi va chaïm giöõa ñieän töû vaø ion Hieäu suaát ñieän töû thöù caáp laø quaù thaáp theá VB cao hôn ñeå duy trì phoùng ñieän

    • Aùp suaát cao hôn:

      • Va chaïm ñeàu ñaën Ñieän töû khoâng coù naêng löôïng ñuû lôùn theá VB cao hôn


    Ca c ph ng pha p th c nghie m

    Ñöôøng cong Paschen


    Ca c ph ng pha p th c nghie m

    Theá moài

    Theá ban ñaàu caàn ñeå hình thaønh neân plasma

    VS laø moät haøm cuûa khí, aùp suaát vaø khoaûng caùnh bia – ñeá

    Khi tích p.d thaáp, electron ñaït ñeán anode maø khoâng va chaïm vôùi khí. Vì theá, caàn coù theá cao hôn ñeå ñieän töû gaây ñuû va chaïm ñeå plasma hình thaønh

    Theá VS cao hôn cuõng caàn tích p.d cao hôn, bôûi vì ñieän töû va chaïm vôùi nguyeân töû khí tröôùc khi chuùng nhaän ñuû naêng löôïng ñeå gaây ion hoùa


    Ca c ph ng pha p th c nghie m

    Ñaëc tröng I-V ñöôïc hieäu chænh laïi

    • A – B: Ñieän tröôøng queùt ion vaø ñieän töû, caùc haït mang ñieän ñöôïc taïo ra töø söï ion hoùa do böùc xaï moâi tröôøng.

      • Böùc xaï moâi tröôøng xuaát phaùt töø tia vuõ truï, vaät lieäu phoùng xaï hay caùc nguoàn khaùc.


    Ca c ph ng pha p th c nghie m

    Ñaëc tröng I-V ñöôïc hieäu chænh laïi

    • B – C: Theá ñöôïc taêng ñuû lôùn, taát caû nhöõng ion vaø ñieän töû ñöôïc queùt ñi, vaø doøng ñieän ñöôïc duy trì.

      • Doøng naøy phuï thuoäc tuyeán tính vaøo ñoä maïnh cuûa nguoàn phuùn xa, doøng baõo hoøa khi caùc haït mang ñieän ñeàu ñaït ñeán caùc ñieän cöïc.ï


    Ca c ph ng pha p th c nghie m

    Ñaëc tröng I-V ñöôïc hieäu chænh laïi

    • C – E: Theá taêng qua ñieåm C, doøng taêng theo haøm muõ.

    • Doøng taêng ñöôïc goïi laø phoùng ñieän townsend.


    Ca c ph ng pha p th c nghie m

    Ñaëc tröng I-V ñöôïc hieäu chænh laïi

    • E: Thaùc luõ ñieän töû xaûy ra.


    Ca c ph ng pha p th c nghie m

    Ñaëc tröng I-V ñöôïc hieäu chænh laïi

    • F – G khí vaøo vuøng phoùng ñieän bình thöôøng, trong ño,ù theá haàu nhö khoâng phuï thuoäc doøng.


    Ca c ph ng pha p th c nghie m

    Ñaëc tröng I-V ñöôïc hieäu chænh laïi

    • G-H: phoùng ñieän baát thöôøng

      • Söï baén phaù cuûa ion raát lôùn. Vuøng naøy söû duïng cho phuùn xaï.


    Ca c ph ng pha p th c nghie m

    Ñaëc tröng I-V ñöôïc hieäu chænh laïi

    • H: phoùng ñieän hoà quang. Cathode bò ñoát noùng ñeán möùc coù theå phaùt xaï nhieät ñieän töû.


    Ca c ph ng pha p th c nghie m

    Caáu truùc cuûa phoùng ñieän

    • Caáu hình naøy trình baøy nhöõng vuøng chính ñaëc tröng cho phoùng ñieän phaùt saùng.

    • Nhöõng vuøng ñöôïc moâ taû nhö “phaùt saùng" böùc xaï aùnh saùng coøn nhöõng vuøng coù teân “khoâng gian toái" khoâng co böùc xaï aùnh saùng


    Ca c ph ng pha p th c nghie m

    Caáu truùc cuûa phoùng ñieän

    Nhöõng thaønh phaàn chính cuûa plasma dc

    Vuøng saùng laø vuøng ôû ñoù ñieän töû töông taùc vôùi nguyeân töû bò kích thích vaø ion, naêng löôïng maát maùt do phaùt saùng

    Maøu cuûa aùnh saùng laø haøm cuûa khí(naêng löôïng ion hoùa cuûa nguyeân töû vaø phaân töû)

    Ñieän töû nhaän quaù nhieàu naêng löôïng

    Phaùt quang giaûm vì söï chuyeån möùc naêng löôïng ñeán nguyeân töû khoâng töông thích vôùi möùc ion hoùa

    Vuøng toái laø vuøng ôû ñoù nguyeân töû khí trung hoøa toàn taïi

    Khoâng coù aùnh saùng bôûi vì ion hoùa vaø kích thích khoâng xaûy ra


    Ca c ph ng pha p th c nghie m

    Caáu truùc cuûa phoùng ñieän

    Khoâng gian toái cathode (C) laø vuøng töông ñoái toái, coù ñieän tröôøng maïnh nhaát.

    Coät aâm (D) laø vuøng coù cöôøng ñoä saùng nhaát trong toaøn phoùng ñieän, ñoä maïnh cuûa ñieän tröôøng trôû neân yeáu do maät ñoä ñieän töû giaûm. Ñieän töû coù naêng löôïng ñuû ñeå gaây ra kích thích nguyeân töû

    Khoâng gian toái Faraday (E)

    Naêng löôïng ñieän töû giaûm töø söï va chaïm trong coät aâm

    Coät döông (F)

    Ñoä maïnh cuûa ñieän tröôøng ñoàng ñeàu, maät ñoä ñieän töû vaø ion baèng nhau (vuøng plasma chính)

    Vuøng saùng anode (G)

    Ñieän töû gaàn anode ñöôïc gia toác vaø kích thích nguyeân töû.

    Khoâng gian toái anode

    Ion ñöôïc ñaåy bôûi anode, ñieän töû bò trieät tieâu (khoâng coù töông taùc do kích thích)


    Ca c ph ng pha p th c nghie m

    Voû ñieän cöïc

    • Theá trong oáng phoùng ñieän gioáng hình döôùi ñaây

    • Theá plasma cao hôn theá ôû hai ñieän cöïc

      • Ñieän töû ñaåy töø hai cöïc vaø ñieàu naøy giuùp plasma oån ñònh


    Ca c ph ng pha p th c nghie m

    Voû ñieän cöïc

    • Trong vuøng voû ñieän cöïc, maät ñoä ñieän töû thaáp

    • Haàu nhö khoâng coù va chaïm hay nguyeân töû bò ion hoùa

    • Vuøng naøy xuaát hieän toái

    • Bôûi vì ñieän trôû thaáp neân ñieän tröôøng cao trong vuøng naøy


    Ca c ph ng pha p th c nghie m

    Caùc loaïi phuùn xaï

    Phuùn xaï diod

    Phuùn xaï phaûn öùng

    Ion plating vaø ion plating phaûn öùng

    Phuùn xaï magnetron

    phuùn xaï chuøm ion


    Ca c ph ng pha p th c nghie m

    Nguyeân töû vaøo traïng thaùi khí

    • ÔÛ target:

    • Nguyeân töû target böùt ra

    • Ion target böùt ra (1 - 2 %)

    • Ñieän töû böùc xaï

      • Giuùp duy trì plasma

    • Ion Ar+ phaûn xaï nhö nguyeân töû trung hoøa

    • Ar bò troân trong target

    • Photon böùc xaï


    Ca c ph ng pha p th c nghie m

    Quaù trình truyeàn ñoäng löôïng cuûa ion

    • Xuyeân saâu côõ 10 Ao

    • Naêng löôïng < 50 keV

  • 95 % Naêng löôïng tôùi truyeàn cho ñeá => Caàn laøm nguoäi target

  • 5 % Naêng löôïng tôùi thaát thoaùt do ion tôùi bò phaûn xaï töø nguyeân töû trung hoøa target, Naêng löôïng naøy thöôøng côõ 5-100 eV

  • Nguyeân töû target bò böùt ra vôùi naêng löôïng phaân boá khoâng ñoàng ñeàu Nhieàu nguyeân töû vuoâng goùc vôùi beà maët ñeá

  • Phaân boá cosine

  • Quaù trình ñöôïc ñaëc tröng bôûi hieäu suaát phuùn xaï (S)

  • S = soá nguyeân töû böùt ra khoûi target / soá ion döông ñaäp tôùi target


  • Ca c ph ng pha p th c nghie m

    S phuï thuoäc:

    • Vaät lieäu target

      • Naêng löôïng lieân keát

      • Khoái löôïng nguyeân töû

    • Khí phuùn xaï

      • Khoái löôïng nguyeân töû (S taêng ñoái vôùi khí naëng)

      • Naêng löôïng tôùi (S taêng ñoái vôùi naêng löôïng tôùi cao)


    Ca c ph ng pha p th c nghie m

    Naêng löôïng cöïc ñaïi ion truyeàn cho target

    Phuùn xaï dc


    Ca c ph ng pha p th c nghie m

    Va chaïm giöõa caùc haït

    • Phuùn xaï coù nghóa laø haït naêng löôïng cao ñaäp leân target, loaïi haït naøy sinh ra trong quaù trình phoùng ñieän

    • Va chaïm ñaøn hoài, khoâng truyeàn naêng löôïng

    • Va chaïm khoâng ñaøn hoài

      • Naêng löôïng khoâng ñuû cao kích thích ñieän töû, böùc xaï photon

      • Naêng löôïng ñuû cao, ion hoùa ñieän töû, taïo ra ñieän töû thöù caáp

      • Caùc ñieän töû laïi ñöôïc gia toác, va chaïm lieân hoaøn vôùi khí

      • Doøng ñieän töû ñöôïc thu bôûi anode vaø suy giaûm veà 0 nhanh choùng


    Ca c ph ng pha p th c nghie m

    Quaù trình töông taùc cuûa caùc haït mang ñieän

    Ñieän töû ñöôïc sinh ra ôû cathode vaø di chuyeån höôùng ñeán anode, ñieän töû va chaïm vôùi nguyeân töû khí giöõa hai ñieän cöïc

    Khi va chaïm vôùi nguyeân töû khí, ñieän töû gaây ra:

    Kích thích

    Phaân ly

    Ion hoùa

    Ñieän töû ñöôïc taïo ra trong quaù trình, gaây ra hieän töôïng thaùc luõ

    Khi ñaït traïng thaùi caân baèng, soá ñieän töû ñuû buø tröø soá ñieän töû bò maát vaø soá ñieän töû taùi hôïp vôùi ion.


    Ca c ph ng pha p th c nghie m

    Quaù trình töông taùc cuûa caùc haït mang ñieän

    Naêng löôïng cuûa ion ñaäp leân target ñöôïc kieåm soaùt nhö sau:

    < 5eV : giaûi haáp vaät lyù vaø phaûn xaï

    5  10 eV: coù theå laøm hö haïi beà maët vaø di chuyeån treân beà maët

    10  30 eV: phuùn xaï

    > 30 eV: caáy ion


    Ca c ph ng pha p th c nghie m

    Caùc loaïi phöông phaùp phuùn xaï

    • Phuùn xaï DC

    • Phuùn xaï RF

    • Phuùn xaï phaûn öùng

    • Phuùn xaï magnetron

      • Phuùn xaï magnetron bieåu dieãn theo ba phöông phaùp vaø taêng cöôøng hieäu quaû


    Ca c ph ng pha p th c nghie m

    Caùc loaïi phöông phaùp phuùn xaï

    Söû duïng haït naêng löôïng cao (plasma) ñeå di ñaåy nhöõng nguyeân töû ra khoûi beà maët

    •Ñöôïc thöïc hieän trong moâi tröôøng chaân khoâng thaáp hoaëc trung bình (~10-3 10-2 torr)

    • Thuaän lôïi

    Coù theå söû duïng target lôùn cho söï ñoàng ñeàu cuûa maøng

    Deå kieåm soaùt beà daøy theo thôøi gian

    Deå laéng ñoïng hôïp kim vaø hôïp chaát

    Khoâng coù böùc xaï tia X


    Ca c ph ng pha p th c nghie m

    DC sputtering

    • Daïng ñôn giaûn cuûa phuùn xaï dc laø oáng phoùng ñieän

    • Ion phuùn xaï nguyeân töû töø target vaø chuùng ñònh vò treân ñeá


    Ca c ph ng pha p th c nghie m

    DC sputtering

    Nguoàn vaät lieäu raén vaø caáu hình coù theå tuøy yù

    Nhieät ñoä laéng ñoïng thaáp

    Coù theå ñaït toác ñoä laéng ñoïng cao

    Ñoä baùm dính toát

    Thaønh phaàn cuûa maøng coù theå baèng thaønh phaàn cuûa nguoàn


    Ca c ph ng pha p th c nghie m

    DC sputtering


    Ca c ph ng pha p th c nghie m

    DC sputtering


    Ca c ph ng pha p th c nghie m

    Phuùn xaï chuøm ion


    Ca c ph ng pha p th c nghie m

    Caùc thoâng soá phuùn xaï

    • Aùp suaát aûnh höôûng tôùi toác ñoä laéng ñoïng:

      • Aùp suaát thaáp:

        • Voû cathode roäng, ion ñöôïc saûn sinh xa töø target, cô hoäi maát maùt raát lôùn

        • Quaûng ñöôøng töï do trung bình laø daøi, cô hoäi va chaïm do ion hoùa thaáp

        • phoùng ñieän duy trì khoâng theå ñaït ñöôïc döôùi aùp suaát 10 mTorr

          vì theá aùp suaát thaáp coù theå giaûm toác ñoä laéng ñoïng

      • Aùp suaát cao:

        • Nguyeân töû phuùn xaï traûi qua nhieàu taùn xaï

           Vì theá aùp suaát cao cuõng laøm giaûm toác ñoä laéng ñoïng


    Ca c ph ng pha p th c nghie m

    Caùc thoâng soá

    • Toác ñoä laéng ñoïng toái öu voøng quanh 100 mTorr

    • Töông ñoàng giöõa

      • Soá ion Ar+ taêng

      • Taùn xaï cuûa ion Ar+ vôùi nguyeân töû trung hoøa taêng

    • Neáu taêng soá ion maø khoâng taêng soá nguyeân töû trung hoøa thì quaù trình phuùn xaïcoù theå hoaït ñoäng ôû aùp suaát thaáp


    Ca c ph ng pha p th c nghie m

    Caùc thoâng soá

    Hieäu suaát phuùn xaï

    <n>: Soá haït trung bình böùc xaï moãi laàn ion ñaäp leân beà maët target

    n+: Soá ion ñaäp leân beà maët target

    Y phuï thuoäc vaøo loaïi ion vaø vaät lieäu target


    Ca c ph ng pha p th c nghie m

    Hieäu suaát phuùn xa phuï thuoäc khí vaø vaät lieäu target


    Ca c ph ng pha p th c nghie m

    Hieäu suaát phuùn xaï

    Ion coù naêng löôïng Uo = 0.1 - 10 keV

    M+: Khoái löôïng ion

    Mt: Khoái löôïng nguyeân töû target

    E+: Theá naêng va chaïm


    Ca c ph ng pha p th c nghie m

    Hieäu suaát phuùn xaï

    Naêng löôïng ion > 10 KeV

    Boác bay nhieät xaûy ra


    Ca c ph ng pha p th c nghie m

    Phuùn xaï dc

    Ñeå duy trì plasma:

    Aùp suaát cao, daãn ñeán maät ñoä taïp trong khí cao, do va chaïm göõa khí vaø thaønh buoàng lôùn

    Ion plating

    Khaéc phuïc taïp trong phuùn xaï diod, moät chuùt theá aâm ñöôïc aùp treân ñeá ñuû ñeá giaûi haáp nhöõng loaïi khí haáp phuï treân ñeá, ñoàng thôøi laøm taêng naêng löôïng beà maët ñeá, giuùp taêng cöôøng khueách taùn beà maët cuûa caùc nguyeân töû target

    Phuùn xaï magnetron

    Haï aùp suaát baèng caùch söû duïng töø tröôøng ñeå baåy ñieän töû gaàn target, laøm taêng quaù trình ion hoùa vaø taêng toác ñoä laéng ñoïng.


    Ca c ph ng pha p th c nghie m

    Theá aâm ôû ñeá

    • Theá aâm thöôøng ñöôïc aùp vaøo ñeá ñeå thay ñoåi doøng vaø naêng löôïng cuûa haït phuùn xaï.

    • Theá aâm côõ -5 ñeán -300 voân ñöôïc söû duïng

    • Ñieàu naøy laøm giaûm söï baén phaù ñeá bôûi ion, vì theá:

      • Taêng ñoä baùm dính

      • Taêng maät ñoä maøng

      • Giaûm ñieän trôû cuûa maøng kim loaïi

      • Taêng ñoä phaûn xaï quang hoïc


    Ca c ph ng pha p th c nghie m

    Bias sputtering

    • Hoaït ñoäng raát ñôn giaûn

    • Phuùn xaï dc khoâng ñöôïc söû duïng nöõa

      • Toác ñoä laéng ñoïng thaáp

    • Thuaän lôïi trong vieäc ñaûo cöïc

      • Coù theå etching (aên moøn) ñeá tröôùc


    Ca c ph ng pha p th c nghie m

    AÊn moøn baèng plasma

    • Phaân cöïc ñaûo laøm thay ñoåi vai troø giöõa target vaø ñeá

    • Ion ñaäp leân beà maët vaø aên moøn maøng töø ñeá

    • Ion raát nhaïy ñeå taêng ñoä maïnh löïc lieân keát nguyeân töû hôn thaønh phaàn cuûa caùc loaïi khaùc nhau

      • Khoâng loïc löïa

      • AÊn moøn dò höôùng


    Ca c ph ng pha p th c nghie m

    Phuùn xaï magnetron

    • Nam chaâm giam plasma phoùng ñieän phaùt saùng ñoái vôùi vuøng gaàn beà maët target nhaát

    • Töø tröôøng giöõ ñieän töû gaàn target

    • Xaùc suaát va chaïm taêng

    Caáu hình heä magnetron:

    ñieän tröôøng vaø töø tröôøng tröïc giao, ñaët nam chaâm phía sau target.


    Ca c ph ng pha p th c nghie m

    Phuùn xaï magnetron


    Ca c ph ng pha p th c nghie m

    Phuùn xaï magnetron

    • Heä magnetron bao goàm target maø nam chaâm ñöôïc ñaët sau noù ñeå taïo thaønh baåy töø ñoái vôùi nhöõng haït mang ñieän, nhö nhöõng ion Ar phía tröôùc target

    • Nguyeân töû ñöôïc baät ra khoûi beà maët target bôûi ion – ñoù laø phuùn xaï. Nhöõng nguyeân töû phuùn xaï khoâng tích ñieän aâm hay döông, vì theá chuùng di chuyeån thaúng ra khoûi baåy töø vaø laéng ñoïng ôû ñeá.


    Ca c ph ng pha p th c nghie m

    Phuùn xaï magnetron


    Ca c ph ng pha p th c nghie m

    Phuùn xaï magnetron


    Ca c ph ng pha p th c nghie m

    Phuùn xaï magnetron


    Ca c ph ng pha p th c nghie m

    Phuùn xaï magnetron


    Ca c ph ng pha p th c nghie m

    Phuùn xaï magnetron


    Ca c ph ng pha p th c nghie m

    Phuùn xaï magnetron


    Ca c ph ng pha p th c nghie m

    Phuùn xaï magnetron


    Ca c ph ng pha p th c nghie m

    Plasma magnetron

    • Giam giöõa target vaø töø tröôøng kheùp kín sinh ra plasma maät ñoä ñaëc.

    • Maät ñoä ion cao ñöôïc sinh ra trong plasma coù baåy töø, vaø nhöõng ion naøy ñöôïc huùt bôûi target coù aùp theá aâm, taïo ra phuùn xaï toác ñoä cao.


    Ca c ph ng pha p th c nghie m

    Xoùi moøn target

    • Söï xoùi moøn target lôùn nhaát ôû nôi töø tröôøng vaø maät ñoä plama lôùn nhaát.

    • Ñieàu naøy daån ñeán coâng duïng khoâng hieäu quaû cuûa target coù töø tính


    Ca c ph ng pha p th c nghie m

    Thuaän lôïi

    Maät ñoä doøng (tæ leä vôùi toác ñoä ion hoùa) taêng 100 laàn so vôùi phuùn xaï dc

    Aùp suaát phoùng ñieän coù theå giaûm 100 laàn

    Toác ñoä laéng ñoïng taêng 100 laàn


    Ca c ph ng pha p th c nghie m

    Söï phuû kim loaïi

    • Trong nhöõng naêm tröôùc ñaây maøng moûng kim loaïi ñöôïc boác bay nhöng baây giôø phuùn xaï ñöôïc söû duïng

      • Phuùn xaï coù theå ñöôïc söû duïng ñeå laéng ñoïng taát caû caùc loaïi chaát daãn ñieän

        • Chuùng ta khoâng theå laéng ñoïng maøng hôïp kim bôûi phöông phaùp boác bay do nhieät ñoä noùng chaûy cuûa caùc kim loaïi khaùc nhau

        • Phuùn xaï khoâng laøm thay ñoåi hôïp thöùc


    Ca c ph ng pha p th c nghie m

    Hôïp thöùc

    • Tæ soá moân cuûa caùc nguyeân toá trong moät hôïp chaát ñöôïc goïi laø hôïp thöùc

    • Trong laéng ñoïng hôïp kim chuùng ta caàn kieåm soaùt tæ leä giöõa caùc nguyeân toá

      • Boác bay: ñieåm noùng chaûy thaáp hôn laéng ñoïng nhanh hôn

      • Phuùn xaï: ñieåm noùng chaûy khoâng lieân quan


    Ca c ph ng pha p th c nghie m

    Moät soá öu ñieåm khaùc cuûa phuùn xaï

    • Taïp chaát trong maøng phuùn xaï thaáp

      • Trong boác bay, taïp chaát do vaät lieäu chöùa

    • Söï bao phuû baäc thang toát hôn

      • Phuùn xaï ñöôïc laøm töø dieän tích môû roäng cuûa target boùng môø laø thaáp nhaát

    • Ñoà ñoàng ñeàu töông ñoái cao


    Ca c ph ng pha p th c nghie m

    Söï va chaïm giöõa caùc haït


    Ca c ph ng pha p th c nghie m

    Söï phaân boá toác ñoä laéng ñoïng

    • Söï phaân boá cosin cuûa doøng haït rôøi khoûi ñeá.


    Ca c ph ng pha p th c nghie m

    Naêng löôïng phaûn xaï cuûa haït tôùi

    • Naêng löôïng phaûn xaï cuûa haït tôùi thay ñoåi theo khoái löôïng nguyeân töû target


    Ca c ph ng pha p th c nghie m

    Bias sputtering

    Laáy ñi nhöõng caáu hình khoâng phaúng trong laéng ñoïng phuùn xaï coù theá aâm ôû ñeá, cho pheùp loïc löïa toát hôn maãu coù daïng loã


    Ca c ph ng pha p th c nghie m

    Phuùn xaï phaûn öùng


    Phu n xa pha n ng

    Phuùn xaï phaûn öùng

    • Khí phaûn öùng ñöôïc ñöa vaøo buoàng phuùn xaï cuøng vôùi khí Ar.

    • Hôïp chaát ñöôïc hình thaønh giöõa khí phaûn öùng vaø nguyeân töû phuùn xaï (ví duï TiN).

    • Phaûn uùng thöôøng xaûy ra treân beà maët ñeá vaø treân target.

    • Khi quaù nhieàu khí phaûn öùng coù theå gaây ra toác ñoä phaûn öùng vöôït quaù toác ñoä phuùn xaï


    Phu n xa pha n ng1

    Phuùn xaï phaûn öùng

    • Söï ñaàu ñoäc target laøm thay ñoåi toác ñoä phuùn xaï raát lôùn !


    Phu n xa pha n ng2

    Phuùn xaï phaûn öùng

    Hôïp chaát ñöôïc laéng ñoïng bôûi phuùn xaï phaûn öùng


    Ca c ph ng pha p th c nghie m

    Phuùn xaï RF

    • Phuùn xaï DC söû duïng cho ñeá daãn ñieän

    • Laéng ñoäng SiO2 söû duïng phuùn xaï DC caàn 1012 V

    • Phuùn xaï DC khoâng duy trì ñoái vôùi target khoâng daãn ñieän, bôûi vì ñieän tích döông treân beà maët target töø choài doøng ion vaø daäp taét phuùn xaï

    • Theá RF coù theå ñöôïc noái thoâng qua ñeá caùch ñieän, vì theá ñieän cöïc daãn laø khoâng caàn thieát.

    • Taàn soá RF ñuû cao ñeå duy trì phoùng ñieän.

    • Taàn soá chuaån 13.56MHz

    • Chuùng ta phaûi ñaûm baûo raèng ion döông chæ baén phaù cathode(target)


    Ca c ph ng pha p th c nghie m

    Phuùn xaï RF

    ÔÛ taàn soá radio (13.56 MHz), ñieän cöïc nguoàn seõ phaùt trieån moät maøng ñieän tích aâm (töï hình thaønh) do söï khaùc bieät ñoä linh ñoäng cuûa ñieän töû vaø ion

    Ion döông seõ baén phaù ñieän cöïc nguoàn, do ñoù daãn ñeán phuùn xaï target

    Ñeá ñöôïc ñaët ôû ñieän cöïc noái ñaát (hay baát cöù nôi naøo khaùc trong buoàng)


    Ca c ph ng pha p th c nghie m

    Hieäu öùng quan troïng

    • Taàn soá nhoû hôn 1 MHz

      • Ñieän töû vaø ion trong plasma linh ñoäng

        • Caû hai loaïi haït mang ñieän theo söï chuyeån ñoåi giöõa anode vaø cathode

      • Phuùn xaï DC caên baûn ôû caû hai beà maët

    • Taàn soá lôùn hôn 1 MHz

      • Ion coù theå khoâng theo söï chuyeån ñoåi naøy(naëng)

      • Ñieän töû coù theå trung hoøa vôùi ñieän tích döông ñöôïc thaønh laäp


    Ca c ph ng pha p th c nghie m

    Phuùn xaï RF

    • Trong suoát moät vaøi chu kyø ñaàu, nhieàu ñieän töû ñöôïc thu ôû ñieän cöïc nhieàu hôn ion (ñoä linh ñoäng cao), vaø gaây ra tích ñieän aâm hình thaønh ôû ñieän cöïc.

    • Do ñoù, ñieän cöïc duy trì theá DC oån ñònh, aâm so vôùi theá plasma, Vp.

    • Theá plama Vp döông giuùp truyeàn ion döông chaäm hôn vaø laøm chaäm söï hình thaønh ñieän cöïc aâm.


    Ca c ph ng pha p th c nghie m

    Phuùn xaï RF

    • Ñeá ñöôïc phuùn xaï cuøng toác ñoä nhö target bôûi vì suït theá baèng nhau ôû caû hai ñieän cöïc ñoái vôùi heä ñoái xöùng.

    • Ñieàu naøy khoù coù theå laéng ñoïng vaät lieäu.

    • Ñieän cöïc nhoû hôn ñoøi hoûi maät doä doøng RF cao hôn ñeå duy trì cuøng moät doøng toång coäng nhö ñieän cöïc lôùn


    Ca c ph ng pha p th c nghie m

    Phuùn xaï RF

    • Laøm ñieän cöï target nhoû hôn ñieän cöïc khaùc, suït theá ôû ñieän cöïc target seõ lôùn hôn nhieàu ñieän cöïc khaùc

    • Vì theá haàu heát phuùn xaï xaûy ra ôû target.


  • Login