O estresse do filme de revestimento

O estresse do filme de revestimento

I. classificação do estresse do filme e causas do estresse

O estresse interno pode ser dividido em estresse interno de deposição e estresse interno adicional. O primeiro está no processo de formação do filme, os defeitos estruturais e efeitos térmicos formados no filme quando os núcleos de cristal se fundem entre si são induzidos

. Quando os átomos da fase gasosa são injetados no substrato, uma grande quantidade de calor é liberada durante o processo de formação do filme . Esta quantidade de calor é equivalente a uma têmpera do substrato, resultando na geração de estresse, e ao mesmo tempo

Como o vapor forma o núcleo no estágio inicial de deposição do substrato, a tensão superficial dos grãos faz com que os grãos adjacentes se aglutinem e formem grãos maiores . Essa coalescência fará com que a energia da superfície diminua, a área de superfície diminua, o encolhimento do grão e o substrato de coalescer e encolher, fazendo com que o filme produza tensão interna de condensação. Este último é devido à formação de filme após a explosão

Exposto à atmosfera ou à atmosfera na câmara de revestimento, o filme é produzido por oxidação. As três respostas acima Se a força atua na forma de tensão de tração ou tensão de compressão, ocorrerá na interface de base da membrana

Gerando tensão de cisalhamento. Quando a tensão de cisalhamento é grande o suficiente para superar a adesão entre as interfaces de base da membrana, a membrana irá rachar.

Empenamento ou derramamento, de modo a combinar adequadamente o filme e substrato, reduzir o estresse térmico do filme, a formulação correta do filme No processo de deposição, A chave para a força é reduzir o estresse interno ou fazer as duas tensões compensar cada outro é também melhorar a adesão do filme.

2. o método de obtenção de filme de baixo estresse

Para obter filmes com baixo estresse, as seguintes medidas podem ser tomadas na preparação da membrana :

(1) Selecione a temperatura correta do substrato para reduzir o estresse térmico

Deposição de redução de estresse térmico deve ser escolhido quando a temperatura do substrato, mas também deve escolher diminuir a tensão interna maior devido à estrutura do filme de metal de baixo ponto de fusão é pequeno estresse interno puro, estresse térmico desempenha um papel principal neste momento, como o preparação dos filmes supercondutores, como índio estanho chumbo, substrato em temperatura térmica de hélio líquido tensão térmica pode ser zero, então o metal baixo ponto de fusão, deve escolher uma temperatura substrato inferior em outros tipos de metal, temperatura substrato deve escolher alguns mais alto, de modo para alcançar o objetivo de reduzir o estresse interno

Além disso, a seleção razoável de membrana e substrato, de modo que o coeficiente de expansão térmica dos dois materiais é próximo ao filme também é uma maneira de reduzir o estresse térmico

(2) Seleção correta da pressão residual do gás

Deposição de filme, a pressão do gás residual é muito alta, a probabilidade de colisão entre vapor e as moléculas de gás residual aumentará, o que afeta não apenas a taxa de deposição, mas também causado por fenômeno de dispersão de colisão produzido por arranjo aleatório estrutura de membrana e fazer a camada de membrana porosa , fácil de oxidação da membrana, mesmo dentro da camada de membrana para gerar bolhas de modo que o revestimento interno de pressão de gás residual é desfavorável e exorbitante, escolha em ^10-3 -10 ^-4 Pa é apropriado

(3) Escolha da taxa de depósito

A taxa de deposição depende da temperatura, forma, tamanho, distância e capacidade de evaporação do elemento da fonte de evaporação . A escolha da taxa de deposição deve considerar não apenas os requisitos de desempenho e o estresse do filme, mas também o processo

Requisitos Para filmes metálicos condutivos, a taxa de deposição pode ser selecionada para ser maior, como o filme, tamanho de grão o menor possível, estrutura compacta de nó , oxidação fraca, superfície brilhante e lisa, boa condutividade elétrica. No filme de resistência, a fim de aumentar o dissipador de película A oxidação adequada da membrana é necessária para a estabilidade do produto. Portanto, a taxa de deposição pode ser retardada . Como a maioria das membranas dielétricas é óxido ou outras membranas compostas, elas se quebram quando oxidadas. Ou com o aquecedor produzir reação química, ambos estão preocupados com a temperatura da fonte evaporativa, e a condução de calor do filme dielétrico é pobre, sofrer quando o calor evaporativo é desigual, deve usar a taxa de deposição mais lenta em conformidade.

(4) Escolha da espessura do filme e ângulo de incidência de vapor

A relação entre a espessura do filme e a tensão residual média é mostrada na figura 1-2-7. A espessura do filme excede 100nm Quando o estresse não muda. No entanto, a força de cisalhamento devido ao estresse na interface de membrana - base

É diretamente proporcional à espessura do filme, então a força de cisalhamento pode ser maior que a adesão quando a espessura do filme é muito grande, resultando na perda do filme .

Figura1-2-7 A tensão residual média durante a evaporação e pulverização de filmes de prata

Também é muito importante selecionar a incidência Ângulo de vapor, para equipamento com pequena distância de evaporação, o ângulo de incidência

Para reduzir o ângulo de incidência, é melhor depositar menos substratos

É necessário. O ângulo de incidência geralmente não deve exceder 15 ° . Claro, também pode passar a configuração razoável de quadro da peça base . Para resolver este problema.

( 5) Controle apropriado e eliminação de tensões internas adicionais

O estresse interno adicional é principalmente o estresse de compressão, que pode ser apropriado de acordo com as propriedades de tensão do filme produzido durante a deposição.

Controle e ajuste, como o filme tem uma maior tensão de tração, pode fazer o estresse adicional para alcançar uma maior variedade . A compensação mútua de tensões.

Além disso, após a deposição do filme, o isolamento térmico apropriado pode ser realizado na sala de vácuo, de modo a estabilizar a estrutura interna do filme e formar uma película purificada muito fina na superfície. Também é importante manter o filme recém-depositado como pouca ou nenhuma exposição à atmosfera, especialmente quando a temperatura do substrato é muito maior do que a temperatura ambiente.