文档介绍：薄膜的结构与缺陷
薄膜结构决定性能
★薄膜的结构
★薄膜缺陷
★薄膜结构和组分的分析方法
薄膜的结构和缺陷——薄膜的结构
★薄膜的结构
薄膜的组织结构
薄膜结构:组织结构、晶体结构、表面结构
薄膜的组织结构是指薄膜的结晶形态,包括无定形结构、多晶结构、纤维结构、单晶结构。
无定形结构(非晶或玻璃态结构)
结构特性:近程有序、长程无序;
不具备晶体的性质;
亚稳态
薄膜的结构和缺陷——薄膜的结构
晶态非晶态
薄膜的结构和缺陷——薄膜的结构
替代无序振动无序
薄膜的结构和缺陷——薄膜的结构
形成无定形结构的条件:降低吸附原子的表面扩散速率。
降低基片温度;
引入反应气体;
掺杂。
常温稳定性。
晶体的特性:
具有固定的熔点;
各向异性;
特定的几何外形。
薄膜的结构和缺陷——薄膜的结构
多晶结构
多晶结构薄膜是指由若干大小不等,晶向不等的晶粒所构成的结构。
薄膜的结构和缺陷——薄膜的结构
多晶结构薄膜存在晶界(晶粒间界)
晶界上存在晶格畸变;
界面能:界面移动造成晶粒长大和界面平直化;
空位源:杂质富集;
界面特性影响多晶薄膜与输运相关的性质。
薄膜的结构和缺陷——薄膜的结构
纤维结构(织构)
概念:纤维结构薄膜是指晶粒具有择优取向的薄膜。
择优取向可以发生在薄膜生长的各个阶段。
如果吸附原子具有较高的表面扩散速率,则晶粒的择优取向可以发生在薄膜形成的初期。
如果吸附原子的表面扩散速率较小,初始膜层不会出现则优取向。
单重纤维结构(一个方向)
双重纤维结构(两个方向)
薄膜的结构和缺陷——薄膜的结构
多晶薄膜织构形成机理比较复杂,比体材料的织构问题复杂的多,研究工作不够深入。一般受到如下因素影响:
基片性质
非晶态基片:fcc结构薄膜则优方向[111];hcp结构薄膜的则优方向[0001],bcc结构薄膜则优方向[110]。
单晶基片也有织构现象:硅基片沉积AlN,则优方向c轴。
基片本身的织构诱导薄膜形成织构。