Казанский

Стадии процесса роста пленки

При рассмотрении процесса роста пленки обычно выделяют 4 стадии.

А. Образование островковой пленки

Зародыши, обычно возникающие в результате флуктуационных про-

цессов, растут в трех измерениях, однако рост в направлениях, параллель-

ных подложке, происходит быстрее, чем по нормали. Это объясняется тем,

что рост происходит, в основном, за счет поверхностной диффузии адато-

мов по подложке, а не за счет прямого соударения с атомами в паровой фа-

зе.

Б. Коалесценция островков

Коалесценция (срастание) зародышей характеризуется уменьшением

полной площади проекции зародышей на подложку и увеличением их по

высоте. Схема коалесценции островков приведена на Рис.5.

Процесс коалесценции подобен процессам слияния капель в жидко-

сти: он приводит к увеличению свободной поверхности подложки, образо-

ванию вторичных зародышей между островками и, соответственно, к

уменьшению общей поверхности островков, участвующих в их слиянии.

Рис.5. Схема изменения формы сферических островков в процессе коалесценции

12



Основным механизмом переноса массы при коалесценции является

поверхностная диффузия, которая проявляется тем сильнее, чем меньше

частицы.

Движущей силой коалесценции является результирующее уменьше-

ние поверхностной энергии. Если поверхностная энергия не зависит от

ориентации кристалла, площадь поверхности будет стремиться умень-

шиться до минимума. Дополнительное уменьшение свободной энергии при

коалесценции может происходить за счет образования граничных плоско-

стей с предпочтительной кристаллографической ориентацией, что приво-

дит к образованию островков с хорошо развитой кристаллографической

огранкой (см. Рис.6а и б).

Рис.6. Электронные микрофотографии последовательного роста плен-ки золота во время коалесценции и после нее