Особенности структуры, связанные с характером зарождения напыляемых тонких пленок

Рассмотрим структуру напыленной пленки на стадии, когда ее средняя толщина составляет несколько моноатомныд слоев. Если энергетический барьер велик, пленка будет состоять всего из нескольких крупных агрегатов. Значительный размер этих агрегатов обусловлен большой величиной их минимально возможного критического размера, а их малое число связано с относительно низкой частотой зарождения этих скоплений; в выражение для частоты входит экспоненциально. Напротив, пленка, образовавшаяся в условиях существования низкого барьера, должна состоять из многочисленных, но мелких агрегатов, поскольку в этом случае минимальный размер стабильного зародыша мал, а частота зарождения велика.

Пленка, состоящая из большого числа мелких островков, становится сплошной при относительно малом значении средней толщины, поскольку эти островки уже на ранних стадиях процесса осаждения соприкасаются и срастаются друг с другом. С другой стороны, островковая структура в пленке, состоящей всего из нескольких крупных островков, сохраняется до относительно высоких значений средней толщины пленки (Такие островки являются трехмерными, т. е. они имеют заметные размеры в направлении, перпендикулярном плоскости пленки.)

Влияние условий зарождения часто проявляется даже на той стадии, когда островки объединяются вместе, образуя зерна сплошной пленки: при высоком энергетическом барьере образуется крупнозернистая пленка, а в случае низкого барьера—. мелкозернистая. Следовательно, различная величина барьера зарождения может приводить к формированию резко отличающихся структур в тонких пленках. Более того, условия зарождения могут оказывать влияние на характер структуры даже толстых пленок. Перейдем к рассмотрению зависимости величины энергетического барьера зарождения от: а) природы вещества пленки и подложки; б) температуры подложки; в) скорости осаждения; г) энергии активации поверхностной диффузии и энергии связи пленки с подложкой.