Mikrosenzory a mikromechanické systémy - Vysoké učení technické ...

Mikrosenzory a mikromechanické systémy - Vysoké učení technické ... Mikrosenzory a mikromechanické systémy - Vysoké učení technické ...

umel.feec.vutbr.cz
from umel.feec.vutbr.cz More from this publisher
13.07.2015 Views

Mikrosenzory a mikromechanické systémy 25deposition), sol-gel techniky a laserové depozice (laser ablation). Těmito metodami se získajívrstvy, ve kterých se pomocí masky vytvářejí motivy následným selektivním leptáním,popřípadě deponováním přes masku, tj. přímým vytvářením motivu.Tenkovrstvé technologie jsou využívány především v realizaci vodivých, odporových adielektrických vrstev. V oblasti senzorové techniky jsou však vytvářeny i vrstvy speciální. Uněkterých materiálů lze vysledovat i polovodičové vlastnosti, např. byl realizován tenkovrstvýtranzistor, piezorezistivní nebo piezoelektrické materiály (PZT) pro měniče (převodníky)mechanického namáhání, polovodivé oxidy kovů s katalytickými vlastnostmi pro plyny aorganické výpary apod. Po nanesení vrstev obsahují tyto vrstvy značné množství strukturníchnehomogenit a defektů. Ve vrstvě proto mohou probíhat děje projevující se dlouhodobýmizměnami elektrických parametrů a směřující k dosažení termodynamické rovnováhy systému.To lze urychlit preventivním vystárnutím vrstvy za zvýšené teploty. Např. vrstvy NiCr sestabilizují při teplotě 300ºC po dobu 1 hodiny, pro docílení vysoké stability dále při teplotě200ºC po dobu 24 hodin. Vrstvy TaN se stabilizují při teplotě 300ºC po dobu 16 hodin.Stabilizované vrstvy vykazují velmi dobré elektrické vlastnosti.4.3.1 NaprašováníJe-li pevný (nebo tekutý) materiál bombardován atomy, viz. Obrázek 4.5.a), ionty nebomolekulami, dochází k mnoha fenoménům. Ten který je více možný nebo dominuje závisí nakinetické energii bombardovacích částic. U velmi nízkých kinetických energií (

26 Fakulta elektrotechniky a komunikačních technologií VUT v Brnějsou umístěny na anodě. V doutnavém výboji není potenciál rozložen rovnoměrně, nýbrž tvoříkatodový spád.Obrázek 4.6:Přeměna neutrálního atomu na kladný iontObrázek 4.7:Katodové naprašováníKladné ionty plynu vznikající ve výboji jsou unášeny směrem ke katodě a dopadají naní téměř rychlostí, kterou získaly v prostoru katodového spádu. Bombardováním urychlenýmiionty inertního plynu se z katody uvolňují částice ve formě neutrálních atomů a částečně iiontů, které se usazují na okolních tělesech a tedy i na podložkách umístěných na anodě.Mechanismus katodového naprašování je vysvětlován tak, že je rozhodujícím dějem přikatodovém rozprašování je předávání impulsu bombardující částice částicím krystalovémřížky materiálu katody. V nejjednodušším případě může nastat přímé předání impulsu iontučástici, která je emitována. Tento případ je však málo pravděpodobný a přispívá k celkovéhodnotě rozprášeného množství podílem pouze několika procent. Značná část iontů pronikátotiž poměrně hluboko do materiálu katody a jejich impuls se předává postupně od jednohoatomu k druhému. Prahová energie katodového naprašování neodpovídá hodnotěvypařovacího tepla příslušné látky, ale je vždy vyšší.Tato technika se v zahraničí nazývá DC sputtering. Katodové naprašování bylo dříveoznačováno jako tantalová technologie, kdy pro odporové vrstvy byly použity vrstvy TaN apro dielektrické Ta 2 O 5 . První krokem jednoduchého postupu vytváření tenkých vrstev toutotechnologií bylo nanášení vrstvy Ta, z níž se vytváří tepelnou oxidací oddělovací vrstvaTa 2 O 5 . Dalším krokem je vytvoření odporové vrstvy Ta 2 N. Posledním krokem postupu jenanášení vodivé vrstvy NiCr, sloužící jako difúzní bariéra a vrstva Au.

<strong>Mikrosenzory</strong> a mikromechanické systémy 25deposition), sol-gel techniky a laserové depozice (laser ablation). Těmito metodami se získajívrstvy, ve kterých se pomocí masky vytvářejí motivy následným selektivním leptáním,popřípadě deponováním přes masku, tj. přímým vytvářením motivu.Tenkovrstvé technologie jsou využívány především v realizaci vodivých, odporových adielektrických vrstev. V oblasti senzorové techniky jsou však vytvářeny i vrstvy speciální. Uněkterých materiálů lze vysledovat i polovodičové vlastnosti, např. byl realizován tenkovrstvýtranzistor, piezorezistivní nebo piezoelektrické materiály (PZT) pro měniče (převodníky)mechanického namáhání, polovodivé oxidy kovů s katalytickými vlastnostmi pro plyny aorganické výpary apod. Po nanesení vrstev obsahují tyto vrstvy značné množství strukturníchnehomogenit a defektů. Ve vrstvě proto mohou probíhat děje projevující se dlouhodobýmizměnami elektrických parametrů a směřující k dosažení termodynamické rovnováhy systému.To lze urychlit preventivním vystárnutím vrstvy za zvýšené teploty. Např. vrstvy NiCr sestabilizují při teplotě 300ºC po dobu 1 hodiny, pro docílení vysoké stability dále při teplotě200ºC po dobu 24 hodin. Vrstvy TaN se stabilizují při teplotě 300ºC po dobu 16 hodin.Stabilizované vrstvy vykazují velmi dobré elektrické vlastnosti.4.3.1 NaprašováníJe-li pevný (nebo tekutý) materiál bombardován atomy, viz. Obrázek 4.5.a), ionty nebomolekulami, dochází k mnoha fenoménům. Ten který je více možný nebo dominuje závisí nakinetické energii bombardovacích částic. U velmi nízkých kinetických energií (

Hooray! Your file is uploaded and ready to be published.

Saved successfully!

Ooh no, something went wrong!