Kapitola 5 Přehled metod depozice a povrchových úprav Tabulka 5.1: První část přehledu technologií pro depozici tenkých vrstev. Klasifikované podle použitého procesu (naparovaní, MBE, mačený CVD (chemical vapour deposition - depozice z plynne fáze), fyzikalne-chemicke procesy). metody naparování: metoda/proces specifikace teplotní (vakuove) naparovaní ohrev proudem jiskrove naparovaní obloukove naparovaní technika explodujícího dmtu laserove naparovíní vf ohrev naparovaní elektronovím svazkem epitaxe molekulárním svazkem (MBE - molecular beam epitaxy) chemické metody z kapalné fáze: metoda/proces specifikace elektro procesy electroplating electrolytickía anodizace mechanicke metody spray pyrolysis epitaxe kapalinou chemickée metody z plynnée faéze metoda/proces specifikace chemical vapor deposition (CVD) CVD epitaxe metaloorganicke CVD (MOCVD) nízkotlake CVD (LPCVD) CVD za atmosferickeho tlaku (APCVD) nanasení jednotlivých vrstev (ALD) fyzikaine-chemike techniky: (s výjimkou plazmatu a iontových svazku) metoda/proces specifikace modifications of CVD hot filament CVD (HFCVD) laserovíe CVD (PCVD) photo-enhanced CVD (PHCVD) electron enhanced CVD V podstate jsou tři rozdílné aktivity používané pro opracovávání materiálů • odstraňování materiálu, • nanášení tenkích vrstev, • modifikace a formování materiálu. Odstraňování tenkách vrstev z povrchu, ktere se použává napnklad v litografii, lze dosahnout nekolika zpusoby (i) leptáná odprasovám pomocá inertnách atomu, tedy cciste fyzikalná proces, (ii) leptaní chemikalií, tedy cciste chemická proces, (iii) kombinace obou predchozích, napríklad leptání reaktivními ionty (RIE). Váhoda reaktivního leptaní je predevsím v podstatne vetsí leptacá rychlosti, nez cciste chemicke, ci fyzikalná leptaná. Interakce reaktivnách iontu s povrchem lze bud' pouzitám iontoveho svazku, nebo pouzitám plazmatu. Dáky tomu spadá posledná kategorie jak do opracováavaáná iontovyám svazkem, tak do opracováaváaná pazmatem, kde lze rozdňelit dale podle pouziteho zdroje iontu, ci plazmatu. Stejne rozdelená lze take aplikovat na nanasená vrstev. Obecná klasifikace technologii' pouzávanách pro nanasená vrstev v tloust'ce od nekolika nanometru po deset mikrometru je stejna, jako pro odstaňováná materiálu. Techniky nanasená ma-teriáalu jsou (i) ňcistňe fyzikáalná, jako napňráklad vakuováe napaňrovaáná, ňci napraňsováaná, (ii) ňcistňe chemickáe, (iii) kombinujácá obňe pňredchozá metody. Velkáe mnoňzstvá technologiá pouňzáváa kombinaci chemickách i fyzikalnách procesu. Fyzikalne-chemická prástup zahrnuje vyuzitá iontoveho svazku kombinovaneho s chemickou reakcá, ci ruzne ápravy chemicke depozice z plynne faze (CVD) v nichž jsou použity fyzikální procesy pro usnadnění chemické reakce. Značné množství CVD metod metod je založeno na vuyžití elektrického výboje a vytváří tak samostatnou skupinu nazývanou PECVD (plasm enhanced chemical vapour deposition). Přehled vsech metod používaních pro depožici tenkích vrstev lže naležt v tabulkach 5.1 a 5.2. Metody modifikace a formovaní povrchu žahrnují velke množství ružních oblastí. Zahrnují tepelne a plažmaticke procesy jako jsou oxidace a nitridace. Jsou casto používany pro ípravu polymeru. Obvykle se používají takove procesy jako modifikace povrchove energie, nebo roubovaní novích funkcních skupin na povrch. Používají se i iontove procesy jako je implantace iontu, ci modifikace iontovím svažkem. Jak bylo popsano dríve, plažmove procesy mužou byrt použity pro leptaní, reaktivní leptaní, naprasovíní, PECVD a modifikace povrchu. Tyto procesy již hrají klícovou roli v mnoha odvetvích pmiriyslu, jako jsou mikroelektronicke prístroje, solarní clanky, ochranne a anti-koroživní povlaky na naradí a v automobilovem pmiriyslu. V mnoha dalsích odvetvích mí tato technologie obrovsí potenciíl. POrad je ale nutne lepe pochopit plažmochemicke procesy a otestovat r užne depožicní podmínky a nove smesi. Jednou ž nejduležitejsích plažmovích procesu je PECVD (plasma enganced chemical vapour deposition). Jde o komplexní metodu kombinující fyžikílní a chemicke procesy jak v plažmatu, tak pri styku plažmatu s povrchem. Je žaložena na disociaci molekul v plynne faži díky níražu ener-getickích elektronu a metastabilních atomu nasledovanou chemickou reakcí s plynem ve forme radikálů. Při porovnání s klasickým CVD, PECVD má řadu výhod: nízká teplota substrátu (nutná podmínka pro mnoho substrátů), moZnost produkovat materiály s novými vlastnostmi, moZnost menit vlastnosti vrstvy pouhou zmenou depoziCních podmínek, produkce vrstev bez Tabulka 5.2: Druhá Cást prehledu nanásení tenkých vrstev klasifikovaná podle pouZiteho procesu: iontovíe a plazmovíe techniky. metody/procesy Techniky využívající plazma: specifikace Naprasování PECVD v nízkoteplotním plazmatu dc naprasování vf diodove naprasování magnetronove naprasování dc víboj vf kapacitne vázane plazma (CCP) vf induktivne vázane plazma (ICP) mikrovlnná ECR depozicen mikrovlnnyí rezonaítorovyí reaktor barieroví víboj za atmosferickeho tlaku (DBD) homogenní barieroví víboj (APGD) povrchovyí bariíerovyí vyíboj za atmosfíerickíeho tlaku Plazmové opracování ve vysokoteplotním plazmatu vakuový oblouk dc torch mokrovlnný torch atd. Technika iontového svazku: metody/procesy specifikace naprasovaní naprašovýní iontovým svazkem reaktivní naprašovaní iontová depozice iontovýa depozice depozice iontových clusterU (ICB) duaílní procesy depozice za asistence iontoveho svazku (IBAD) naprašovaný dualným iontovým svazkem toxickeho odpadu a mnoho dalších.