Dannelse af tynde film

1. Koagulation er resultatet af den gensidige adsorption af matrixmolekylerne og de fordampende atomer

I vakuum, når en bestemt energi fra fordampningsatomet rammer overfladen af substratet, udføres energiudveksling med substratmolekylet ved substratoverfladens kraftfelt, og fysisk adsorption og kemisorption forekommer mellem fordampningsatomet og substratmolekylet. Fysisk adsorption er to Vander Waals-kræfter tæt på hinanden mellem molekyler, og kemisk adsorption er den kemiske binding mellem atomer. Ikke alle fordampningsatomer kan adsorbere med substratmolekyler, nogle af atomerne holder mest af deres egen energi, og kollisionen er sket efter refleksion, selvom de fordampede atomer adsorberes, kan han stadig overføres på underlaget eller ved desorption og Forlad substratets overflade. Derudover er der på overfladen af substratet en forbindelse mellem de fordampede atomer og den samme type atomer adsorberet på overfladen af substratet. Processen med fordampning af atomer adsorberet af substratet kaldes agglomerering.

Forholdet mellem det kondenserede atom og det indfaldende atom kaldes inddampningsatomens koacerveringskoefficient. På grund af den forskellige attraktion mellem atomer er agglomereringskoefficienten af samme type fordampningsatomer for forskellige substrater forskellig.

Hvert fordampet atom har forskellig kritisk temperatur af filmdannelsen for forskellige substrater, og substratets temperatur er lavere end filmens kritiske temperatur, den kan kondenseres. Dette fænomen kan fortolkes som: Når substratets temperatur er for høj, bliver de fordampende atomer, der rammer substratoverfladen, enten reflekteret eller desorberet. I filmdannelsesprocessen (eksisterende filmdannelsesbase), selv om temperaturen af substratet overstiger den kritiske temperatur, kan filmen fortsætte med at vokse, og dets krystallisationsstatus vil blive ændret. I den tidlige fase af filmdannelsen er filmen i amorf tilstand eller glasagtigt legeme med temperaturforøgelsen, filmen gradvis til den metastabile overgang, hvis denne tendens fortsætter, vil den blive omdannet til stabil, endelig til krystallinske film.

2. Formationsproces af tynd film

Ved aflejringens begyndelse absorberes substratoverfladen ensartet fordampning af atomer, samspillet mellem fordampningsatomer samles i nogle kerner, der vokser, migration, fusion, dannelse af en række små øer (store krystalkerner samlet sammen) , den øvre grund af disse øer er yderligere vækst svarende til hinanden, forbundet med en stor ø. Ved aflejringen øges højderne på disse øer og små øer, og endelig dannes en netværksstruktur med grøfter på hele bundfladen. Resultatet af kontinuerlig fordampning, fordampningsatomerne er også kontinuerligt kæmmet og ø i skyttegrave, og til sidst fylder de komplette grøfter gradvist. Når grøfter og huller i overfladen af bunden er fyldt, fortsætter de fordampede atomer med at opbygge alle slags film på disse strukturer.

Under elektronmikroskopet kan det ses, at de konventionelle termiske fordampningsfilm er alle cylindriske strukturer. Cylinderens retning er den samme som for filmvæksten, men vinkelret på filmgrænsefladen, og der er mange huller mellem disse cylindre. Måling af det samlede hul i filmen ved at fylde densitet:

Fyldtæthed (P) = volumenet af filmens faste del (cylinder) / filmens volumen (cylinder + pore)

Fyldtætheden er en funktion af substrattemperaturen, og i de fleste tilfælde øges fyldstofdensiteten med stigningen af substrattemperaturen. Generelt kan forøgelse af fordampningshastigheden øge fyldningsdensiteten, og virkningen af fordampningshastigheden er særlig signifikant, når filmen er lavere. Pakningstætheden øges også med forøgelsen af filmtykkelsen. Dette skyldes sandsynligvis ændringen af strukturens tilstand af filmen under filmdannelsesprocessen. Det kan også skyldes blokering af en del af filmporerne i filmdannelsesprocessen.