Películas finas de silicio policristalino丨Efectos de la tensión en las películas finas

Existen aproximadamente tres modelos de crecimiento de películas finas depositadas sobre un sustrato: estructura laminar, longitud de capa más estructura en isla y estructura en isla. Estos tres modos de crecimiento característicos se distinguen principalmente por la energía libre superficial por unidad de superficie y la diferencia de red entre el sustrato y la película.

1、Estructura laminar: la diferencia de red entre la película y el material del sustrato es pequeña, o la constante de red entre ellos es muy cercana, por lo que las moléculas reactivas están unidas al sustrato por la fuerza de unión es más fuerte que la otra fuerza de unión intermolecular es más fuerte, por lo que los cristales serán bidimensionales modo de estructura laminar plana para el crecimiento, y la suma de la energía libre entre la película y la interfaz será menor que la energía libre del sustrato.

2. Estructura de capa más isla: La diferencia de red entre la película y el material del sustrato es ligeramente mayor que la de la estructura de capa. En la fase inicial de crecimiento, el cristal seguirá creciendo en un modo de estructura planar bidimensional, denominado plano para la superficie de humectación. Cuando esta estructura plana supere el espesor de la interfaz, para liberar la tensión acumulada del sustrato, se polimerizará automáticamente para formar una estructura en forma de isla, y la suma de las energías libres entre la película y la interfaz no será necesariamente mayor o menor que la del sustrato.

3, estructura de isla: la diferencia de red entre la película y el material del sustrato es mayor que los otros dos modos, por lo que el crecimiento molecular está sujeto a otra fuerza de unión intermolecular que la fuerza de unión del sustrato es mucho mayor, el cristal será directamente al modo de estructura de isla tridimensional para crecer con el fin de liberar la tensión excesiva, y la película y la interfaz entre la suma de la energía libre será mayor que la energía libre del sustrato.

A menos que se creen enlaces químicos entre moléculas disímiles, la mayoría de las moléculas disímiles tendrán menos atracción entre sí que con las de su misma clase. La fuerza de unión entre los átomos depositados o entre las moléculas depositadas es mayor que la del sustrato, la mayoría de las películas crecidas en la superficie al principio de la estructura de la isla tridimensional, entre las islas sigue siendo la superficie del sustrato, los centros de nucleación más en la superficie, mayor será la densidad, y la más delgada la superficie es más plana, la deposición continua de la altura de la isla y el aumento de la zona, y la isla para producir una fusión, y, finalmente, todo el sustrato cubierto. Sin embargo, este mecanismo de crecimiento va acompañado de grandes tensiones residuales internas, y el método LPCVD de preparación de películas delgadas de silicio policristalino es de este tipo.