Формирование нанопленок Cu, Ag, Au под воздействием атомов водорода

Приведены результаты экспериментального исследования процесса получения металлических нанопленок Ag, Cu, Au в среде атомарного водорода. Предложено два метода, позволяющих контролируемо получать пленки металлов толщиной 1—20 нм при вакууме в камере порядка 20 Па. В основе этих методов лежит процесс...

Full description

Saved in:

Bibliographic Details
Date:	2015
Main Authors:	Жавжаров, Е.Л., Матюшин, В.М.
Format:	Article
Language:	Russian
Published:	Інститут фізики напівпровідників імені В.Є. Лашкарьова НАН України 2015
Series:	Технология и конструирование в электронной аппаратуре
Subjects:	Технологические процессы и оборудование
Online Access:	http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/100564
Tags:	Add Tag No Tags, Be the first to tag this record!
Journal Title:	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
Cite this:	Формирование нанопленок Cu, Ag, Au под воздействием атомов водорода / Е.Л. Жавжаров, В.М. Матюшин // Технология и конструирование в электронной аппаратуре. — 2015. — № 5-6. — С. 41-44. — Бібліогр.: 5 назв. — рос.

Institution

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine

id	irk-123456789-100564
record_format	dspace
spelling	irk-123456789-1005642016-05-24T03:02:11Z Формирование нанопленок Cu, Ag, Au под воздействием атомов водорода Жавжаров, Е.Л. Матюшин, В.М. Технологические процессы и оборудование Приведены результаты экспериментального исследования процесса получения металлических нанопленок Ag, Cu, Au в среде атомарного водорода. Предложено два метода, позволяющих контролируемо получать пленки металлов толщиной 1—20 нм при вакууме в камере порядка 20 Па. В основе этих методов лежит процесс распыления атомов поверхности твердого тела, возникающий под действием энергии рекомбинации атомарного водорода в молекулярный. Наведено результати експериментального дослідження процесу отримання металевих наноплівок Ag, Cu, Au в середовищі атомарного водню. Запропоновано два методи обробки, що дозволяють контрольовано отримувати плівки металів товщиною 1—20 нм при вакуумі в камері близько 20 Па. В основі цих методів лежить процес розпилення атомів поверхні твердого тіла, що виникає під дією енергії рекомбінації атомарного водню в молекулярний. Due to their electrical properties, thin metallic films are widely used in modern micro- and nanoelectronics. These properties allow solving fundamental problems of surface and solid state physics. Up-to-date methods of producing thin films involve high vacuum or multi-stage processes, which calls for complicated equipment. The authors propose an alternative method of producing thin metallic films using atomic hydrogen. Exothermal reaction of atoms recombination in a molecule (about 4.5 eV / recombination act) initiated on the solid surface by atomic hydrogen may stimulate local heating, spraying and surface atoms transfer. We investigated the process of atomic hydrogen treatment of Cu, Ag and Au metal films, obtained by thermal vacuum evaporation. There are two methods of obtaining nanofilms using atomic hydrogen treatment: sputtering and vapor-phase epitaxy. In the first method, a film is formed by reducing the thickness of the starting film. This method allows obtaining a film as thick as the monolayer. In the second method, a nanofilm is formed by deposition of metal atoms from the vapor phase. This method allows obtaining a film thickness from monolayer to ~10 nm. These methods allow creating nanofilms with controlled parameters and metal thickness. Such films would be technologically pure and have good adhesion. 2015 Article Формирование нанопленок Cu, Ag, Au под воздействием атомов водорода / Е.Л. Жавжаров, В.М. Матюшин // Технология и конструирование в электронной аппаратуре. — 2015. — № 5-6. — С. 41-44. — Бібліогр.: 5 назв. — рос. 2225-5818 DOI: 10.15222/TKEA2015.5-6.41 http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/100564 539.23 ru Технология и конструирование в электронной аппаратуре Інститут фізики напівпровідників імені В.Є. Лашкарьова НАН України
institution	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
collection	DSpace DC
language	Russian
topic	Технологические процессы и оборудование Технологические процессы и оборудование
spellingShingle	Технологические процессы и оборудование Технологические процессы и оборудование Жавжаров, Е.Л. Матюшин, В.М. Формирование нанопленок Cu, Ag, Au под воздействием атомов водорода Технология и конструирование в электронной аппаратуре
description	Приведены результаты экспериментального исследования процесса получения металлических нанопленок Ag, Cu, Au в среде атомарного водорода. Предложено два метода, позволяющих контролируемо получать пленки металлов толщиной 1—20 нм при вакууме в камере порядка 20 Па. В основе этих методов лежит процесс распыления атомов поверхности твердого тела, возникающий под действием энергии рекомбинации атомарного водорода в молекулярный.
format	Article
author	Жавжаров, Е.Л. Матюшин, В.М.
author_facet	Жавжаров, Е.Л. Матюшин, В.М.
author_sort	Жавжаров, Е.Л.
title	Формирование нанопленок Cu, Ag, Au под воздействием атомов водорода
title_short	Формирование нанопленок Cu, Ag, Au под воздействием атомов водорода
title_full	Формирование нанопленок Cu, Ag, Au под воздействием атомов водорода
title_fullStr	Формирование нанопленок Cu, Ag, Au под воздействием атомов водорода
title_full_unstemmed	Формирование нанопленок Cu, Ag, Au под воздействием атомов водорода
title_sort	формирование нанопленок cu, ag, au под воздействием атомов водорода
publisher	Інститут фізики напівпровідників імені В.Є. Лашкарьова НАН України
publishDate	2015
topic_facet	Технологические процессы и оборудование
url	http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/100564
citation_txt	Формирование нанопленок Cu, Ag, Au под воздействием атомов водорода / Е.Л. Жавжаров, В.М. Матюшин // Технология и конструирование в электронной аппаратуре. — 2015. — № 5-6. — С. 41-44. — Бібліогр.: 5 назв. — рос.
series	Технология и конструирование в электронной аппаратуре
work_keys_str_mv	AT žavžarovel formirovanienanoplenokcuagaupodvozdejstviematomovvodoroda AT matûšinvm formirovanienanoplenokcuagaupodvozdejstviematomovvodoroda
first_indexed	2025-07-07T09:01:20Z
last_indexed	2025-07-07T09:01:20Z
_version_	1836978150688423936
fulltext	Òåõíîëîãèÿ è êîíñòðóèðîâàíèå â ýëåêòðîííîé àïïàðàòóðå, 2015, ¹ 5–6 41 ÒåõíîëîãèЧåñêèå ïðîöåññû è îáîðóäîâàíèå ISSN 2225-5818 ÓÄÊ 539.23 К. ф.-м. н. Е. Л. ЖавЖаров, д. ф.-м. н. в. М. Матюшин Óêðàèíà, Зàпоðожсêèй íàцèоíàльíый техíèчесêèй уíèвеðсèтет E-mail: jin@zntu.edu.ua ФОРМИРОВАНИЕ НАНОПЛЕНОÊ Cu, Ag, Au ПОÄ ВОЗÄЕЙСТВИЕМ АТОМОВ ВОÄОРОÄА Элеêтðофèзèчесêèе свойствà è шèðоêèй спеêтð эффеêтов, свойствеííых тольêо тоíêèм метàллèчесêèм плеíêàм, обуслàвлèвàют èх пðè- меíеíèе во мíогèх устðойствàх совðемеííой мè- êðо- è íàíоэлеêтðоíèêè, оптоэлеêтðоíèêè, тех- íèêè СВЧ, à тàêже позволяют получàть цеííую èíфоðмàцèю для ðешеíèя фуíдàмеíтàльíых пðоблем фèзèêè повеðхíостè è твеðдого телà. Пðè выбоðе методà получеíèя тоíêèх плеíоê обðàщàют особое вíèмàíèе íà тàêèе его хàðàê- теðèстèêè, êàê воспðоèзводèмость пàðàметðов, степеíь воздействèя твеðдого телà íà повеðх- íость подложêè, чèстоту, стàбèльíость, эêоíо- мèчíость. Большèíство совðемеííых методов получе- íèя íàíоплеíоê тðебуют пðèмеíеíèя доволь- íо сложíого обоðудовàíèя, что связàíо с íе- обходèмостью получеíèя высоêого вàêуумà èлè пðоведеíèем мíогостàдèйíых пðоцессов [1]. Альтеðíàтèвой èм может служèть пðоцесс с учàстèем àтомàðíого водоðодà. Пðè воздей- ствèè àтомàðíого водоðодà íà повеðхíость твеð- дого телà пðотеêàет эêзотеðмèчесêàя ðеàêцèя ðеêомбèíàцèè àтомов в молеêулы (пðèмеðíо 4,5 эВ/àêт ðеêомбèíàцèè) [2], à высвобождà- ющàяся эíеðгèя может íе тольêо возбуждàть элеêтðоííую подсèстему твеðдого телà [2], íо è стèмулèðовàть ðяд фèзèчесêèх пðоцессов — лоêàльíый ðàзогðев, ðàспылеíèе [3], пеðеíос è дèффузèю повеðхíостíых àтомов [4]. Êðоме того, àтомàðíый водоðод является àêтèвíым восстàíовèтелем, что пðедотвðàщàет обðàзовà- íèе оêсèдà метàллà в пðоцессе обðàботêè плеí- êè в ðеàêцèоííой êàмеðе, увелèчèвàет чèстоту обðàботêè, что способствует воспðоèзводèмостè пàðàметðов плеíоê è увелèчèвàет èх àдгезèю. Целью дàííой ðàботы было выявèть зàêоíо- меðíостè обðàзовàíèя íàíоплеíоê метàллов Cu, Ag, Au пðè воздействèè àтомàðíого водоðодà. Приведены результаты экспериментального исследования процесса получения металлических нано- пленок Ag, Cu, Au в среде атомарного водорода. Предложено два метода, позволяющих контроли- руемо получать пленки металлов толщиной 1—20 нм при вакууме в камере порядка 20 Па. в осно- ве этих методов лежит процесс распыления атомов поверхности твердого тела, возникающий под действием энергии рекомбинации атомарного водорода в молекулярный. Ключевые слова: нанопленки Ag, Cu, Au, атомарный водород, рекомбинация, распыление. Äàííые метàллы отíосятся ê пеðвой гðуппе пе- ðèодèчесêой сèстемы è èмеют одèíàêовый тèп êðèстàллèчесêой ðешетêè (ГЦÊ), оíè шèðоêо пðèмеíяются в мèêðоэлеêтðоíèêе пðè создàíèè пðоводящèх слоев совðемеííых чèпов. Атомàðíый водоðод получàлè дèссоцèàцèей молеêуляðíого водоðодà в плàзме ВЧ-ðàзðядà, мо- леêуляðíый водоðод — элеêтðолèзом èз 20%-íого ðàствоðà ÊОН в дèстèллèðовàííой воде. Äàлее водоðод пðопусêàлся чеðез фоðбàллоí для улàв- лèвàíèя êàпель ÊОН, осушèтельíую êолоíêу, зàполíеííую сèлèêàгелем, после чего поступàл в ðеàêцèоííую êàмеðу. Êоíцеíтðàцèя водоðодà в ðàбочем объеме èзмеðялàсь êолоðèметðèчесêèм мåòîдîм [2] è дîñòèãàëà ïðèмåðíî 5∙10–14 см–3 пðè дàвлеíèè в ðàбочей êàмеðе 15—25 Пà. Толщèíà плеíоê êоíтðолèðовàлàсь íà ðеíт- геíовсêом мèêðоàíàлèзотоðе МАР-2, Оже- спеêтðометðе LAS-2000, спеêтðофотометðе СФ-16, à òàêжå ïóòåм èзмåðåíèÿ ïîâåðõíîñòíî- го сопðотèвлеíèя обðàзцов (ρs). Обðàзцы зàêðеплялèсь íà деðжàтеле, отдà- леííом íà 25 см от облàстè ðàзðядà, что позво- ляло èсêлючèть попàдàíèе íà обðàзец ðàдèêà- лов гèдðоêсèлà è дðугèх èоíов, обðàзующèх- ся в водоðодíой плàзме. Темпеðàтуðà обðàзцов èзмеðялàсь хðомель-êопелевой теðмопàðой, зà- êðеплеííой íà èх повеðхíостè. Пðè обðàботêе в водоðоде обðàзцы íàгðевàлèсь тольêо зà счет эíеðгèè, выделяющейся пðè ðеêомбèíàцèè. В êàчестве мàтеðèàлà подложêè èспользовàлся моíоêðèстàллèчесêèй геðмàíèй тèпà p-Ge(111) (0,2 Ом∙ñм) è ñèòàëëîâыå ïîдëîжêè СÒ-51. Был èсследовàí пðоцесс ðàспылеíèя ме- тàллèчесêèх плеíоê Cu, Ag, Au толщèíой 100 íм, получеííых теðмèчесêèм èспàðеíè- ем в вàêууме. Пðè получеíèè всех плеíоê былè выдеðжàíы следующèе ðежèмы: тем- ïåðàòóðà ïîдëîжêè 50°С, îñòàòîчíыé âàêóóм DOI: 10.15222/TKEA2015.5-6.41 Òåõíîëîãèÿ è êîíñòðóèðîâàíèå â ýëåêòðîííîé àïïàðàòóðå, 2015, ¹ 5–6 42 ÒåõíîëîãèЧåñêèå ïðîöåññû è îáîðóäîâàíèå ISSN 2225-5818 в êàмеðе íе хуже 10–3 Пà, сêоðость осàждеíèя 15—20 íм/мèí. Обðàботêà тоíêоплеíочíых обðàзцов пðово- дèлàсь пðè мàêсèмàльíо возможíой в условèях эêспеðèмеíтà êоíцеíтðàцèè Н (СН≈5∙1014 см–3) â òåчåíèå ðàзëèчíîãî âðåмåíè (îò 1 дî 60 мèí). Схемà пðоведеíèя эêспеðèмеíтà пðедстàв леíà íà рис. 1. В пðоцессе обðàботêè àтомàðíым водоðодом пðоèсходèт его àдсоðбцèя íà повеðхíостè è по- следующàя ðеêомбèíàцèя. Под действèем эíеð- гèè ðеêомбèíàцèè пðоèсходèт повеðхíостíый лоêàльíый ðàзогðев è ðàспылеíèе àтомов с по- веðхíостè обðàзцов, вследствèе чего умеíьшà- ется толщèíà плеíêè. Эêспеðèмеíтàльíо устàíовлеíо, что в пðо- цессе обðàботêè метàллèчесêèх плеíоê в àто- мàðíом водоðоде пðоèсходèт умеíьшеíèе èх толщèíы вплоть до полíого èсчезíовеíèя, со- пðовождàющееся увелèчеíèем повеðхíостíого сопðотèвлеíèя ρs до сопðотèвлеíèя подложêè ρs подложêè (рис. 2). Исходя èз êèíетèêè èзмеíеíèя повеðхíост- íого сопðотèвлеíèя (ðèс. 2), был выбðàí íà- чàльíый этàп èзмеðеíèя толщèíы плеíêè (êогдà оíà еще сплошíàя) è ðàссчèтàíà сêоðость ðàс- пылеíèя плеíоê Vð (см. таблицу). В пðоцессе èсследовàíèй былà зàмечеíà êоððеляцèя меж- ду Vð è темпеðàтуðой плàвлеíèя/êèпеíèя ðàс- пыляемого метàллà (рис. 3). Нàèбольшàя сêоðость ðàспылеíèя плеíêè íà- блюдàется у сеðебðà, êотоðое èмеет более íèз- êую, чем Cu è Au, темпеðàтуðу плàвлеíèя è, êàê следствèе, меíьшую эíеðгèю связè àтомов в êðèстàллèчесêой ðешетêе. Äля золотà сêоðость ðàспылеíèя íàèмеíьшàя, посêольêу его àтомíàя мàссà íàèбольшàя, à зíàчèт, для отðывà àтомà Au от плеíêè тðебуется большèй èмпульс. Тàêèм обðàзом, веðоятíость ðàспылеíèя повеðхíостíо- го àтомà золотà под воздействèем эíеðгèè, вы- деляемой в ðезультàте ðеêомбèíàцèè àтомàðíо- го водоðодà, íàèмеíьшàя. Посêольêу медь, сеðебðо è золото íе èмеют летучèх соедèíеíèй с водоðодом, мехàíèзм ðàс- пылеíèя пðедстàвляется чèсто фèзèчесêèм — зà Рèс. 1. Схемà пðоведеíèя èсследовàíèя пðоцессов ðàспылеíèя (а) è пеðеíосà (б) Рèс. 2. Зàвèсèмостè усðедíеííых зíàчеíèй ρs пле- íоê от вðемеíè èх обðàботêè t àтомàðíым водоðо- дом (СН≈5∙1014 см–3) Рèс. 3. Взàèмосвязь сêоðостè ðàспылеíèя метàллèче- сêèх плеíоê под воздействèем àтомàðíого водоðодà (СН≈5∙1014 см–3) с темпеðàтуðой èх плàвлеíèя тпл (а) è темпеðàтуðой êèпеíèя тêèп (б) à) Н2 Н* Н2 Êàмеðà ВЧ-ðàзðяд Ê íàсосу Подложêà с плеíêой б) Н2 Н* Н2 Êàмеðà ВЧ-ðàзðяд Ê íàсосу Подложêà с плеíêой Подложêà ρs, Ом/ 40 20 0 ρs подложêè 20 40 60 80 t, мèí à) Vð, íм/с 0,8 0,7 0,6 0,5 0,4 1200 1250 1300 1350 тпл, Ê Ag Au Cu б) Vð, íм/с 0,8 0,7 0,6 0,5 0,4 2400 2600 2800 3000 тêèп, Ê Ag Au Cu Ag Cu Au Параметры металлов и скорость их распыления под воздействием н при Сн≈5∙1014 см–3 Мàте - ðèàл плеíêè Атомíый ðàдèус, íм Мàссà àтомà, à. е. тпл, Ê тêèп, Ê Vð, íм/с Cu 0,127 63,5 1356,6 2840,2 0,7 Ag 0,144 107,9 1235 2485 0,8 Au 0,144 196,9 1337 3129 0,5 Òåõíîëîãèÿ è êîíñòðóèðîâàíèå â ýëåêòðîííîé àïïàðàòóðå, 2015, ¹ 5–6 43 ÒåõíîëîãèЧåñêèå ïðîöåññû è îáîðóäîâàíèå ISSN 2225-5818 Исследовàíèя спеêтðов пðопусêàíèя сèтàл- ловых подложеê с осàждеííымè в пðоцессе об- ðàботêè àтомàðíым водоðодом плеíêàмè позво- лèлè получèть зàвèсèмостè толщèíы d осàждеí- íых плеíоê от вðемеíè èх обðàботêè t (рис. 5). Оцеíêà сêоðостè ðостà плеíêè поêàзàлà для плеíоê Ag Vð=0,0058 íм/с è для плеíоê Cu Vð=0,0049 íм/с. Следует отметèть, что для дàí- íого мехàíèзмà íàíесеíèя плеíêè сêоðость ее обðàзовàíèя зíàчèтельíо меíьше сêоðостè ðàс- пылеíèя вследствèе ðеèспàðеíèя àтомов с уже осàждеííой плеíêè (пðоцесс 6 íà ðèс. 4). Заключение Пðоведеííые èсследовàíèя поêàзàлè, что пðè èспользовàíèè àтомàðíого водоðодà возможíы двà методà получеíèя íàíоплеíоê: путем ðàспы- леíèя è путем гàзофàзíого пеðеíосà. В пеðвом случàе плеíêà обðàзуется в ðезуль- тàте умеíьшеíèя толщèíы зà счет êоíтðолèðуе- мого ðàспылеíèя более толстой плеíêè, получеí- íой стàíдàðтíым способом. Пðè этом сêоðость ðàспылеíèя зàвèсèт от êоíцеíтðàцèè àтомàð- íого водоðодà в гàзовой фàзе, стðуêтуðы пле- íоê, дàвлеíèя в ðàбочей êàмеðе è условèй те- плоотводà от подложêè в условèях эêспеðèмеí- тà (оíà состàвлялà 0,5—0,8 íм/с). Äàííый ме- тод позволяет получàть íàíоплеíêè толщèíой вплоть до моíослоя. Во втоðом случàе плеíêà обðàзуется в ðезуль- тàте осàждеíèя àтомов метàллов èз гàзовой фàзы пðè ðàспылеíèè èсточíèêà метàллà àтомàðíым водоðодом. Пðè этом можíо получàть плеíêè тол- щèíой от моíослоя до 10 íм (сêоðость осàжде- íèя поðядêà 0,005 íм/с). Тàêèм обðàзом, ðàссмотðеííые методы èс- пользовàíèя обðàботêè стðуêтуð «метàлл — по- лупðоводíèê» èлè «метàлл — дèэлеêтðèê» àто- мàðíым водоðодом пðè дàвлеíèè в ðàбочей êà- меðе поðядêà 20 Пà позволяют создàвàть êоí- тðолèðуемые по пàðàметðàм è толщèíе, техíо- логèчесêè чèстые, с хоðошей àдгезèей метàллè- чесêèе íàíоплеíêè. ИСПОЛЬЗОВАННЫЕ ИСТОЧНИÊИ 1. Боðèсеíêо В. Е., Воðобьевà А. И., Óтêèíà Е. А. Нàíоэлеêтðоíèêà.— Мосêвà: Бèíом, 2009. 2. Лàвðеíêо В. А. Реêомбèíàцèя àтомов водоðодà íà повеðхíостè твеðдых тел.— Êèев: Нàуêовà думêà, 1973. 3. Жàвжàðов Є. Л. Модèфіêàція тоíêèх метàле- вèх плівоê Ag, Cu, Ni під дією àтомàðíого водíю // Нàíосèстемè, íàíомàтеðіàлè, íàíотехíології.— 2010.— Т. 8, № 3.— C. 1001—1014. 4. Мàтюшèí В. М., Жàвжàðов Є. Л. Рàдèêàло ðе êом- біíàційíà обðобêà міêðостðуêтуð.— Зàпоðіжжя: ЗНТÓ, 2011. 5. Могèлевсêèй В. М., Чудíовсêèй А. Ф. Тепло пðо- водíость полупðоводíèêà.— Мосêвà: Нàуêà, 1972. Äата поступления рукописи в редакцию 09.07 2015 г. Рèс. 4. Пðоцессы, сопðовождàющèе взàèмодействèе àтомàðíого водоðодà с повеðхíостью тоíêой плеíêè: 1 — àдсоðбцèя àтомàðíого водоðодà; 2 — ðеêомбèíàцèя àтомàðíого водоðодà в молеêуляðíый; 3 — ðàспылеíèе àтомов плеíêè; 4 — десоðбцèя молеêуляðíого водоðо- дà; 5 — осàждеíèе àтомà íà чèстую подложêу; 6 — ðе- èспàðеíèе àтомà метàллà Н2Н* Н21 Подложêà с плеíêой Подложêà 2 3 4 3 5 2 6 счет пеðедàчè повеðхíостíому àтому эíеðгèè, достàточíой для его отðывà от плеíêè, è èм- пульсà, íàпðàвлеííого от повеðхíостè обðàзцà в гàзовую фàзу. Вðемя выделеíèя эíеðгèè хèмèчесêого взà- èмодействèя àтомов водоðодà (вðемя обмеííо- го взàèмодействèя) τ≈10–10 с [2], поэтому ме- хàíèзм выделеíèя è дèссèпàцèè эíеðгèè уêлà- дывàется в пðедстàвлеíèе о Θ-вспышêе [5]. Посêольêу темпеðàтуðà в облàстè Θ-вспышêè достàточíо велèêà (поðядêà темпеðàтуðы плàв- леíèя мàтеðèàлà), мехàíèзм ðàспылеíèя àто- мов можíо пðедстàвèть êàê пðоцесс èспусêà- íèя повеðхíостíого àтомà пðè êèпеíèè жèдêо- стè. Äàííое пðедстàвлеíèе хоðошо подтвеðждà- ют пðèведеííые íà ðèс. 3, б взàèмозàвèсèмо- стè сêоðостè ðàспылеíèя метàллов è темпеðà- туðы èх êèпеíèя. Тàêже был èсследовàí пðоцесс мàссопеðеíо- сà чеðез гàзовую фàзу. В этом случàе в êàмеðе íà íеêотоðом ðàсстояíèè от подложêè с плеíêой метàллà ðàсполàгàлè чèстую сèтàлловую под- ложêу (см. ðèс. 1, б). В пðоцессе обðàботêè во- доðодом àтомы метàллà обðàзцà с плеíêой ðàс- пылялèсь, пеðеходèлè в гàзовую фàзу è мèгðè- ðовàлè ê чèстой подложêе (рис. 4). Стàлêèвàясь с повеðхíостью твеðдого телà, àтомы метàллà пеðеходèлè в лоêàлèзовàííое состояíèе, в ðе- зультàте чего пðоèсходèлà êоíдеíсàцèя è ðост плеíêè метàллà íà подложêе. Рèс. 5. Зàвèсèмостè усðедíеííых зíàчеíèй толщè- íы осàждеííых плеíоê Ag è Cu от вðемеíè обðàбот- êè тоíêоплеíочíых стðуêтуð àтомàðíым водоðодом d, íм 6 4 2 0 5 10 15 t, мèí Ag Cu Òåõíîëîãèÿ è êîíñòðóèðîâàíèå â ýëåêòðîííîé àïïàðàòóðå, 2015, ¹ 5–6 44 ÒåõíîëîãèЧåñêèå ïðîöåññû è îáîðóäîâàíèå ISSN 2225-5818 Є. Л. ЖавЖаров, в. М. Матюшин Óêðàїíà, Зàпоðізьêèй íàціоíàльíèй техíічíèй уíівеðсèтет E-mail: jin@zntu.edu.ua ФОРМÓВАННЯ НАНОПЛІВОÊ Cu, Ag, Au ПІÄ ÄІЄЮ АТОМІВ ВОÄНЮ наведено результати експериментального дослідження процесу отримання металевих наноплівок Ag, Cu, Au в середовищі атомарного водню. Запропоновано два методи обробки, що дозволяють контро- льовано отримувати плівки металів товщиною 1—20 нм при вакуумі в камері близько 20 Па. в основі цих методів лежить процес розпилення атомів поверхні твердого тіла, що виникає під дією енергії рекомбінації атомарного водню в молекулярний. Ключові слова: наноплівки Ag, Cu, Au, атомарний водень, рекомбінація, розпилення. V. M. MAtyushin, E. L. ZhAVZhAroV Ukraine, Zaporozhye National Technical University E-mail: jin@zntu.edu.ua FORMATION OF Cu, Ag ANd Au NANOFILMS UNdER THE INFLUENCE OF HYdROGEN ATOMS Due to their electrical properties, thin metallic films are widely used in modern micro- and nanoelectronics. these properties allow solving fundamental problems of surface and solid state physics. up-to-date methods of producing thin films involve high vacuum or multi-stage processes, which calls for complicated equipment. the authors propose an alternative method of producing thin metallic films using atomic hydrogen. Exothermal reaction of atoms recombination in a molecule (about 4.5 eV / recombination act) initiated on the solid surface by atomic hydrogen may stimulate local heating, spraying and surface atoms transfer. We investigated the process of atomic hydrogen treatment of Cu, Ag and Au metal films, obtained by thermal vacuum evaporation. there are two methods of obtaining nanofilms using atomic hydrogen treatment: sputtering and vapor-phase epitaxy. in the first method, a film is formed by reducing the thickness of the starting film. this method allows obtaining a film as thick as the monolayer. in the second method, a nanofilm is formed by deposition of metal atoms from the vapor phase. this method allows obtaining a film thickness from monolayer to ~10 nm. these methods allow creating nanofilms with controlled parameters and metal thickness. such films would be technologically pure and have good adhesion. Keywords: nanofilms, Ag, Cu, Au, atomic hydrogen, recombination, sputering. DOI: 10.15222/TKEA2015.5-6.41 UdC 539.23 REFERENCES 1. Borisenko V.E., Vorob’eva A.I., Utkina E.A. nanoelektronika [Nanoelectronics]. Moskow, Binom, 2009, 223 p. (Rus) 2. Lavrenko V.A. rekombinatsiya atomov vodoroda na poverkhnosti tverdykh tel [The recombination of hydrogen atoms on the solids surface]. Kiev, Naukova dumka, 1973, 204 p. (Rus) 3. Zhavzharov Ye.L. [Modification of thin metal films Ag, Cu, Ni under atomic hydrogen]. nanosistemi, nanoma- teriali, nanotekhnologiyi, 2010, vol. 8, no. 3, pp. 1001-1014. (Ukr) 4. Matyushin V.M., Zhavzharov Ye.L. radikalo- rekombinatsiina obrobka mikrostruktur [Radical recombina- tion processing microstructures]. Zaporizhzhya, ZNTU, 2011, 196 p. (Ukr) 5. Mogilevskii V. M., Chudnovskii A.F. teploprovodnost’ poluprovodnika [The thermal conductivity of the semiconduc- tor]. Moskow, Nauka, 1972, 536 ðð. (Rus).

Формирование нанопленок Cu, Ag, Au под воздействием атомов водорода

Institution

Similar Items