Способ нанесения пленок

 

Изобретение относится к области тонкопленочной технологии и предназначено для использования в микроэлектронике и интегральной оптике. Сущность: на поверхность образца наносят монослой амфифильных молекул (пленка Лэнгмюра-Блоджетт), в состав полярных головок которых входят химические элементы или соединения, пленку из которых требуется получить, затем термическим, оптическим или химическим воздействием удаляют гидрофобный углеводородный хвост амфифильной молекулы. Число монослоев в точности равно числу повторения указанной операции.

Изобретение относится к области тонкопленочной технологии и предназначено для использования в микроэлектронике и интегральной оптике.

Известны способы нанесения пленок, состоящие в том, что осаждаемый материал испаряют нагревом и доставляют к поверхности осаждения [1] Недостаток аналога невозможность контроля в процессе осаждения из-за низкого вакуума и низкая воспроизводимость плотности потоков осаждаемого вещества.

Прототипом предлагаемого способа является способ нанесения пленки, состоящий в том, что материал доставляется к поверхности по молекулярно-пучковой технологии в виде контролируемого потока молекул [2] Недостатком способа-прототипа является низкая технологичность процесса, заключающаяся в необходимости использования громоздкого дорогостоящего и малопроизводительного оборудования, требующего высококвалифицированного обслуживания.

Техническим результатом предлагаемого изобретения является повышение технологичности процесса нанесения пленок с заданным числом монослоев путем исключения необходимости сверхвысоковакуумного оборудования и сложных методов контроля.

Указанный результат достигается тем, что на поверхность наносят монослой амфифильных молекул (пленка Лэнгмюра-Блоджетт), в состав полярных головок которых входят химические элементы, или соединения, пленку из которых требуется получить, затем термическим, оптическим или химическим воздействием удаляют гидрофобный углеводородный хвост амфифильной молекулы. Отличие от способа прототипа состоит в том, что материал наносят в составе амфифильной молекулы, а не в чистом виде, а также в том, что после нанесения материала его подвергают физическому или химическому воздействию.

Авторам неизвестны другие способы, в которых бы использовалось нанесение материала в составе амфифильной молекулы, и неизвестны способы, заключающиеся в обработке, направленной на удаление гидрофобных хвостов.

Примером конкретной реализации способа может служить способ нанесения пленки оксида цинка, заключающийся в том, что на поверхности воды (в ванне Лэнгмюра) создают монослой амфифильных молекул лаурата цинка (C₁₁H₂₃COO)₂Zn в жидкокристаллическом состоянии (пленка Лэнгмюра). Затем по известной технологии на полированную подложку из кварца (кремния, сапфира) переносят монослой амфифильного типа(молекулы обращены к подложке полярными головками).

Для удаления гидрофобных углеводородных хвостов монослой подвергают облучению импульсами XeCl лазера ( λ308 нм, t20 нс, P ≥ 20 МВ т/см²). При этом на поверхности остается монослой оксида цинка. Путем многократного повторения описанной процедуры выращивают пленку со строго заданным числом монослоев (число монослоев в точности равно числу повторений указанной процедуры).

Преимуществом предлагаемого способа является повышение технологичности, заключающееся в возможности создания сверхрешеток и двухмерных структур на воздухе без использования дорогостоящего сверхвысоковакуумного оборудования и сложных методов контроля, простоте автоматизации, а также в невысокой стоимости и общедоступности необходимого для осуществления способа оборудования.

Формула изобретения

Способ нанесения пленки, заключающийся в том, что материал пленки доставляют к поверхности подложки в дозированном количестве, отличающийся тем, что на поверхность подложки наносят монослой амфифильного соединения, в котором материал пленки входит в состав полярной головки амфифильной молекулы, полученный монослой подвергают оптическому, химическому или термическому воздействию, приводящему к разрушению связи между фрагментом, из которого формируется пленка и остальной частью молекулы, причем описанный процесс повторяют до получения требуемого количества монослоев.