Le stress du film de revêtement

Le stress du film de revêtement

I. classification du stress du film et des causes de stress

La contrainte interne peut être divisée en contrainte interne de dépôt et contrainte interne supplémentaire. Dans le processus de formation du film, les défauts de structure et les effets thermiques formés dans le film lorsque les noyaux cristallins se confondent sont induits

. Lorsque les atomes de la phase gazeuse sont injectés dans le substrat, une grande quantité de chaleur est libérée au cours du processus de formation du film. Cette quantité de chaleur est équivalente à une trempe du substrat, ce qui entraîne la génération de contraintes.

Etant donné que la vapeur forme le noyau au stade initial du dépôt du substrat, la tension superficielle des grains fait coalescer les grains adjacents et forme un grain plus grand . Cette coalescence rend son énergie de surface décroissante, sa surface diminue, le retrait du grain et le substrat empêchent de coalescence et de rétrécissement, provoquant ainsi la condensation de la pellicule interne. Ce dernier est dû à la formation de film après éclatement

Exposé à l'atmosphère ou à l'atmosphère dans la chambre de revêtement, le film est produit par oxydation. Les trois réponses ci-dessus Que la force ACTS sous forme de contrainte de traction ou de contrainte de compression soit exercée à l’interface de la base de la membrane

Générer une contrainte de cisaillement. Lorsque la contrainte de cisaillement est suffisante pour vaincre l'adhérence entre les interfaces de base de la membrane, la membrane se fissurera.

Le gondolage ou le délavage, de manière à bien épouser le film et le substrat, à réduire la contrainte thermique du film, à la formulation correcte du film Au cours du processus de dépôt, la clé de la résistance consiste à réduire la contrainte interne ou à compenser les deux contraintes l'autre consiste également à améliorer l'adhérence du film.

2. la méthode d'obtention d'un film à faible contrainte

Pour obtenir des films à faible contrainte, les mesures suivantes peuvent être prises dans la préparation de la membrane :

(1) Sélectionnez la température de substrat appropriée pour réduire le stress thermique.

Le dépôt dû à la réduction de la contrainte thermique doit être choisi en fonction de la température du substrat, mais il doit également choisir une diminution de la contrainte interne plus élevée en raison de la structure du film métallique à faible point de fusion, une contrainte interne légère et nette, la contrainte thermique jouant un rôle principal à ce moment la préparation des films supraconducteurs tels que le plomb d'étain indium, le substrat à la température de l'hélium liquide, la contrainte thermique peut être nulle; le métal à bas point de fusion doit donc choisir une température de substrat inférieure à celle des autres types de métal; la température du substrat doit en choisir une plus grande, pour atteindre le but de réduire le stress interne

De plus, un choix raisonnable de la membrane et du substrat, de sorte que le coefficient de dilatation thermique des deux matériaux soit proche du film est également un moyen de réduire la contrainte thermique.

(2) Sélection correcte de la pression de gaz résiduelle

Dépôt de film, la pression résiduelle de gaz est trop élevée, la probabilité de collision entre la vapeur et les molécules de gaz résiduel augmentera, ce qui affectera non seulement la vitesse de dépôt, mais également le phénomène de diffusion de collision produit par la disposition aléatoire de la structure membranaire et transformera la couche poreuse en membrane , facile à oxyder la membrane, même à l’intérieur de la couche de membrane pour générer des bulles, de sorte que le revêtement de la pression de gaz résiduel est défavorable et exorbitant, choisir en 10 ^-3 -10 ^-4 Pa convient

(3) Choix du taux de dépôt

La vitesse de dépôt dépend de la température, de la forme, de la taille, de la distance et de la capacité d'évaporation de l' élément source d'évaporation . Le choix du taux de dépôt doit tenir compte non seulement des exigences de performance et de la contrainte du film, mais également du processus

Exigences. Pour les films métalliques conducteurs, la vitesse de dépôt peut être choisie plus grande, telle que le film, la taille de grain la plus petite possible, structure en nœud compacte, oxydation faible, surface brillante et lisse, bonne conductivité électrique. Sur le film résistant pour augmenter le film absorbant Une bonne oxydation de la membrane est nécessaire pour la stabilité du produit. Par conséquent, le taux de dépôt peut être ralenti . Certains. Parce que la plupart des membranes diélectriques sont des membranes d'oxyde ou d'autres composés, elles se cassent lorsqu'elles sont oxydées. Ou bien avec une réaction chimique de produit de chauffage, les deux sont concernés par la température de source d'évaporation, et la conduction thermique du film diélectrique est médiocre, souffrent lorsque la chaleur d'évaporation est inégale, doit utiliser une vitesse de dépôt plus lente en conséquence.

(4) Choix d'épaisseur de film et d'incidence de vapeur Angle

La relation entre l'épaisseur du film et la contrainte résiduelle moyenne est illustrée à la figure 1-2-2. L'épaisseur du film dépasse 100 nm lorsque la contrainte ne change pas. Cependant, la force de cisaillement due à la contrainte à l’interface membrane-base

Il est directement proportionnel à l'épaisseur du film, de sorte que la force de cisaillement peut être supérieure à l'adhérence lorsque l'épaisseur du film est trop grande, entraînant une perte du film .

Figure1-2-7 Contrainte résiduelle moyenne lors de l'évaporation et de la pulvérisation cathodique de films d'argent

Il est également très important de choisir l’angle d’incidence de la vapeur, pour les équipements à faible distance d’évaporation, l’angle d’incidence

Afin de réduire l'angle d'incidence, il est préférable de déposer moins de substrats

Est nécessaire. L'angle d'incidence ne devrait généralement pas dépasser 15 ° . Bien sûr, peut également passer le réglage raisonnable du cadre de la pièce de base .Pour résoudre ce problème.

( 5) Contrôle approprié et élimination des contraintes internes supplémentaires

La contrainte interne supplémentaire est principalement une contrainte de compression, qui peut être appropriée en fonction des propriétés de contrainte du film produit lors du dépôt.

Le contrôle et le réglage, tels que le film a une contrainte de traction plus grande, peuvent rendre la contrainte supplémentaire nécessaire pour obtenir une plus grande variété . La compensation mutuelle des contraintes.

De plus, après le dépôt du film, une isolation thermique appropriée peut être réalisée dans la chambre à vide, de manière à stabiliser la structure interne du film et à former un film purifié très fin à la surface. Il est également important de garder le film nouvellement déposé aussi peu ou pas exposé à l'atmosphère, en particulier lorsque la température du substrat est très supérieure à la température ambiante.