ISSN 0236-3941. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Машиностроение”. 2012
131
нове объемных материалов [2]. Получение тонких пленок теллурида
висмута традиционным методом термического испарения в вакууме
сопряжено с трудностями, связанными с высоким парциальным давле-
нием паров халькогена. В результате потери легколетучего компонента
вследствие реиспарения атомов халькогена с поверхности растущей
пленки при относительно высоких температурах (
T
≥ 300 °C) пленки
имеют худшие электрические параметры по сравнению с параметрами
монокристаллов. При более низких температурах роста пленки обла-
дают, как правило, поликристаллической структурой [2].
Метод импульсного лазерного осаждения выгодно отличается от
термических методов непрерывного осаждения тонких пленок полу-
проводников. Наличие большой доли возбужденных атомов и ионов
позволяет снизить температуру эпитаксиального роста, а высокая
скорость образования зародышей — осаждать чрезвычайно тонкие
сплошные пленки (единицы нанометров). Кроме того, поскольку за
один импульс испаряется незначительная масса вещества мишени,
можно достаточно точно контролировать толщину пленки числом
лазерных импульсов. Качество полученных методом лазерной абля-
ции пленок сопоставимо с качеством пленок, выращенных методом
молекулярно-лучевой эпитаксии [2].
По сравнению с магнетронным и электронно-лучевым способами
метод лазерного импульсного осаждения имеет меньшую производи-
тельность (в несколько раз), что объясняется низкой средней скоро-
стью вследствие большой скважности импульсов. Повысить произ-
водительность такого метода можно путем увеличения площади ис-
парения при сохранении плотности мощности излучения, а также
увеличением частоты излучения. В то же время преимущества, при-
сущие лазерному методу испарения (сохранение стехиометрического
состава испаряемого вещества при переносе его на подложку, высо-
кие импульсные скорости осаждения при возможности регулирова-
ния в широком диапазоне значений энергии частиц пара), позволяют
применять метод лазерного импульсного осаждения при формирова-
нии наноразмерных тонкопленочных покрытий.
Принцип работы оборудования для импульсного лазерного оса-
ждения следующий (рис. 1 и 2,
а
).
В течение импульса лазерный луч
эксимерного лазера
3
,
проходя через кварцевое окно
4
,
попадает в
вакуумную камеру и фокусируется на поверхности мишени
2
,
за-
крепленной на карусели
1
.
Часть вещества под воздействием излуче-
ния нагревается, испаряется и переносится в газоплазменной фазе на
подложку
6
,
в последствии осаждаясь на ней в виде слоя
8
.
Подложка
закреплена в подложкодержателе
5
и имеет возможность предвари-
тельного подогрева с помощью нагревателя
7
.
Подложке с мишенью
придается вращательное движение вокруг их центров, а лазерный луч
совершает нелинейно-поступательные движения, равномерно скани-
руя поверхность мишени.