Введение
ГЛАВА 1. Особенности осаждения и контроля пленочных оксидных структур (обзор литературы) 18
1.1. Области применения 18
1.2. Особенности технологии осаждения оксидных пленок методом реактивного распыления 19
1.3. Модели процесса реактивного распыления 24
1.3.1. Частные изотермические модели 24
1.3.2. Общая изотермическая модель 27
1.4. Оптические методы контроля оксидных пленок 31
1.4.1. Спектры отражения и пропускания оксидных пленок 31
1.4.2. Аналитическое описание спектров 34
1.5. Электрические методы контроля оксидных пленок 39
Выводы и постановка задач диссертационного исследования 43
ГЛАВА 2. Осаждение оксидных пленок методом реактивного распыления 45
2.1. Изменение состава поверхностного слоя оксида при распылении 45
2.2. Анализ изотермической модели 48
2.3. Неизотермическая модель, основанная на хемосорбции 50
2.4. Неизотермическая модель, основанная на поверхностной химической реакции 51
2.4.1. Основные допущения модели 51
2.4.2. Кинетика формирования слоя соединения МШХ„ за счет поверхностной химической реакции 53
2.4.3. Уравнение стационарного состояния поверхности мишени 55
2.4.4. Уравнения стационарного состояния поверхности подложки и стенки камеры..56
2.4.5. Газовые потоки при реактивном распылении 58
2.4.6. Система уравнений 59
2.4.7. Анализ режимов работы мишени 61
2.5. Технология осаждения пленки соединения 65
2.5.1. Параметры процесса 65
2.5.2. Устойчивость процесса осаждения 67
2.5.3. Диагностика плазмы разряда в реактивной газовой среде 69
Выводы 79
ГЛАВА 3. Оптические методы контроля пленочных структур 81
3.1. Оптические спектры пропускания и отражения в видимом диапазоне 81
3.1.1. Матричный метод вычисления коэффициентов пропускания и отражения 81
3.1.2. Пропускание и отражение для трехслойной и четырехслойной структуры 84
3.1.3. Физическая форма выражений для спектров пропускания и отражения 85
3.1.4. Приборный эффект 88
3.1.5. Анализ спектров отражения и пропускания 92
3.2. Спектры пропускания и отражения слабо поглощающих пленок 93
3.2.1. Сильно поглощающая подложка 93
3.2.2. Прозрачная подложка 96
3.3. Метод определения оптических констант и толщины слабо поглощающей
пленки на прозрачной подложке по экспериментальному спектру пропускания 98
3.3.1. Система уравнений 98
3.3.2. Начальное приближение 99
3.3.3. Итерационная процедура 101
3.4. Особенности определения оптических констант и толщины слабо поглощающей пленки на прозрачной подложке по экспериментальным спектрам пропускания и отражения 105
3.5. Особенности определения оптических констант и толщины слабо поглощающей пленки на сильно поглощающей подложке по экспериментальному спектру отражения 107
Выводы 110
ГЛАВА 4. Электрические методы контроля пленочных структур 112
4.1 Поверхностный потенциал диэлектрической пленки с зарядом 112
4.1.1. Потенциалы на границах пленки 114
4.1.2. Потенциалы на электродах 115
4.1.3. Заряды, индуцированные на электродах 117
4.1.4. Динамический режим 119
4.1.5. Измерение заряда в пленке методом динамического конденсатора с компенсацией 120
4.2. Изотермическая релаксация инжектированного заряда 121
4.2.1. Постановка задачи и исходные уравнения 122
4.2.2. Аналитическое решение нестационарной граничной задачи 125
4.2.3. Анализ поведения инжектированного заряда во времени 130
4.2.4. Частные случаи анализа 137
4.2.5. Поверхностный потенциал пленки 139
4.3. Метод определения параметров диэлектрической пленки 140
4.3.1. Основные уравнения и порядок расчета... 140
4.3.2. Численные расчеты и анализ экспериментальных данных 141
4.4. Метод оперативного определения подвижности электронов 143
Выводы 144
ГЛАВА 5. Оборудование, экспериментальная реализация методов осаждения и контроля пленочных оксидных структур и рекомендации по их практическому применению 146
5.1. Научно-исследовательская лаборатория 146
5.1.1. Установки осаждения ПОС методом реактивного магнетронного распыления 146
5.1.2. Установка измерения спектров отражения и пропускания 149
5.1.3. Установка измерения поверхностного потенциала пленки 150
5.1.4. Ионный источник с осцилляцией электронов 152
5.2. Пленка оксида титана в составе ПОС 156
5.2.1. Технология осаждения пленки 156
5.2.2. Внутренний фотоэффект в пленке оксида титана 162
5.3. Пленка оксида тантала в составе ПОС 164
5.3.1. Технология осаждения пленки 164
5.3.2. Управление кристаллизацией аморфных пленок оксида тантала путем термического отжига 170
5.3.3. Влияние металла подложки на электретные свойства пленочной структуры... 175
5.4. Рекомендации по разработке ультрафиолетовых фотоприемников на основе ПОС для УФ дозиметров 179
5.4.1. Ультрафиолетовое излучение 179
5.4.2. Фотоприемники УФ диапазона 181
5.4.3. Дифференциальный фотоприемник на основе ПОС 183
5.5. Рекомендации по разработке ПОС для репарации поврежденных тканей 185
5.6. Требования к технологическому комплексу для промышленного производства ПОС 187
Выводы 190
Заключение
