Materiały do wykładu semestr letni 2019/2020

Technika grubowarstwowa

Materiały do wykładu dostępne na platformie ePortal PWr w kursie Technologie mikro- nano (TMN W12)

Zagadnienia do egzaminu

Technika cienkowarstwowa

Materiały do wykładu cz. 1

Zagadnienia do egzaminu:
A. Przedstawić w aspekcie fizycznym lub elektrycznym wybraną metodę nanoszenia warstw cienkich PVD
– naparowywaniem próżniowym z zastosowaniem : a) działa laserowego b) działa elektronowego c) źródła termicznego np.oporowego
– rozpylaniem katodowym : d) dwuelektrodowym e) trój- lub wieloelektrodowym f) magnetronowym
– platerowaniem jonowym: g) z źródłem termicznym, h) jonowym
np. wpływ parametrów procesu na energię molekuł emitowanych z źródła, szybkość nanoszenia, cisnienie par,
ciśnienia tła i gazu roboczego podczas procesu nanoszenia, możliwości nanoszenia warstw; metali, stopów, lub związków chemicznych.
B. a) Rodzaje wyładowania elektrycznego ; jarzeniowe, normalne, anormalne, łukowe (arc) i charakteryzacja ich właściwości
wykorzystywanych w procesach nanoszenia warstw.
b) Zależność Paschena, zwiększanie efektywności jonizacji gazu roboczego, wpływ gazu roboczego i ciśnienia tła na kinetykę procesu, sposoby jonizacji gazu roboczego, jonizacji par (molekuł) emitowanych ze źródła, wpływ parametrów energetycznych procesu na transfer energii do molekuł w przestrzeni źrodło par – podłoże.

C. Zasady polaryzacji w procesach rozpylania lub trawienia katodowego, rozkład potencjałów katodowo-anodowych, wpływ wielkości elektrod, sposobu zasilania katody: dc, ac, d.c. pulacyjnie, impulsowo, efekt samopolaryzacji (self biasing), wpływ polaryzacji podłoży.

D. Ruch jonów i elektronów w rozpylaniu katodowym, bez i w obecności pola magnetycznego, zjawiska występujące w targecie
w katodowym rozpylaniu, energetyczność procesu , transfer energii z energii elektrycznej zasilania wyładowania do emitowanych rozpylanych atomów i jonów targetu.
E. Zjawiska zachodzące na podłożu w procesie nanoszenia warstw: zarodziowanie, kondensacja, nukleacja (koalescencja), dyfuzja powierzchniowa, wzrost krystaliczny, rekrystalizacja – uwarunkowania fizyczne procesów.
Wpływ na budowę warstwy- struktury i wzrostu krystalicznego parametrów procesowych jak: energia adsorbujących atomów (adatomów), ciśnienia tła, temperatury podłoży, napięcia polaryzacji podłoży, szybkości nanoszenia, właściwości podłoży, stanu powierzchni, absorpcji fizycznej lub chemicznej na procesy wzrostu warstw (typy wzrostu warstw).

F. Dobór metody nanoszenia warstw; z metali trudnotopliwych, stopowych, dielektryków, półprzewodników ;
z uwagi na właściwości fizyczne stosowanych materiałów i uzyskanie pożądanych właściwości elektrycznych .
np. rozpylaniem jonowym (katodowym), parowaniem, parowaniem reaktywne, metodami chemicznymi (CVD), anodyzacja.

G. Znaczenie warstw cienkich dla mikro i nanoelektroniki ;zakres GHz, THz, zakres optyczny UV- IR właściwości wynikające z ; budowy,struktury, fizycznego stanu powierzchni warstw, podłoży, głębokości wnikania dla prądów w.cz. i b.w.cz., szczególnych właściwości elektrycznych warstw i stosowanych podłoży, oddziaływaniu elektrycznym warstwa – podłoże lub oddziaływaniu wielowarstwowym

H. Materiały stosowane w mikro i nanoelektronice, na warstwy; półprzewodnikowe, rezystywne, dielektryczne, izolacyjne ,
przewodzące, optycznie aktywne , transparentnej elektroniki.