Образец презентации к защите проекта 2
Разработка методики обеспечения высокой адгезионной способности тонких металлических плёнок в микро- и наноэлектронике Чупракова Наталья ученица 11 класса ГБОУ РМЭ «Многопрофильный лицей-интернат» , п. Руэм Научные руководители: учитель физики Токарева Н. С. , ГБОУ РМЭ «МЛИ» , п. Руэм, к. т. н. , доцент Филимонов В. Е. , ФГБОУ ВПО «ПГТУ»
Актуальность, объект и предмет исследования: Актуальность: для того чтобы покрытие обладало хорошей адгезионной способностью необходимо использовать многослойные тонкоплёночные структуры и нужно разработать методику нанесения этих структур, позволяющую обеспечить высокую адгезионную способность как слоёв между собой, так и совокупности слоёв с подложкой Объект: адгезионная способность тонких металлических плёнок Предмет: обеспечение высокой адгезионной способности тонких металлических плёнок
Цель работы и задачи: Цель: разработать методику обеспечения высокой адгезионной способности тонких металлических плёнок в многослойной тонкоплёночной структуре микро- и наноэлектроники; Задачи: 1. выявить влияние нагрева металлических тонкоплёночных структур на адгезионную способность тонких металлических плёнок; 2. разработать методику обеспечения высокой адгезионной способности тонких металлических плёнок в многослойной тонкоплёночной структуре микро- и наноэлектроники.
Результаты социологического опроса в ГБОУ РМЭ «Многопрофильный лицей-интернат» , п. Руэм По результатам социологического опроса большинство школьников не знают что такое адгезия и адгезионная способность, что дополнительно актуализирует проведение исследований в данной области для расширения кругозора школьников
Понятие адгезионной способности плёнок Ø Адгезия (от лат. adhaesio — прилипание) в физике — сцепление поверхностей разнородных твёрдых и/или жидких тел. Адгезия обусловлена межмолекулярным взаимодействием. тонкоплёночный слой 1 тонкоплёночный слой 2 тонкоплёночный слой 3 тонкоплёночный слой 4 тонкоплёночный слой 5 подложка тонкоплёночный слой 6 тонкоплёночный слой 7 тонкоплёночный слой 8
Теории адгезии Адгезия представляет собой сложное явление, и с этим связано существование множества теорий, трактующих явление адгезии с различных позиций. В настоящее время известны следующие теории адгезии: Адсорбционная теория. Согласно этой теории адгезия осуществляется в результате адсорбции адгезива на порах и трещинах поверхности подложки. Механическая теория. Теория рассматривает адгезию как результат проявления сил межмолекулярного взаимодействия между контактирующими молекулами адгезива и подложки. Электрическая теория. Основное положение этой теории заключается в том, что система адгезив - подложка отождествляется с конденсатором, а двойной электрический слой, возникающий при контакте двух разнородных поверхностей, - с прослойкой конденсатора. Электронная теория. . Согласно этой теории, адгезия рассматривается как результат молекулярного взаимодействия поверхностей, различных по своей природе. Диффузионная теория. Адгезия, согласно данной теории, сводится к взаимной или односторонней диффузии молекул адгезива и подложки. Химическая теория. Сторонники этой теории считают, что во многих случаях адгезия может быть объяснена не физическим, а химическим взаимодействием.
Оборудование для эксперимента нагрева HP 30 D-Set нагрева держатель Датчик температурного нагрева штатив Лабораторная плитка с управляемым нагревом HP 30 D-Set Технические характеристики: Размер нагревательной платформы, мм: 260; Температура нагрева, С: + 380; Точность установки, С: 0, 5; Нагревательная плитка Точность поддержания, С: 0, 3; Градиент температуры на поверхности: 3% от уст. температуры; Материал платформы: алюминий с керамическим покрытием.
Оборудование для эксперимента Датчик силы Dual-Range Force Sensor (DFS-BTA) Технические характеристики: Диапазоны измерений, ± 10 Н; ± 50 Н; Погрешность измерения, диапазон 1: 0, 01 Н; Погрешность измерения, диапазон 2: 0, 05 Н. DFS-BTA Цифровая лаборатория «АРХИМЕД» Адаптер Go!Link
2 Зависимость сцепления тонкой плёнки меди (Cu) с подложкой из ситалла от температуры их нагрева C
2 Зависимость сцепления тонкой плёнки олова (Sn) с подложкой из стекла от температуры их нагрева C
Исследование структуры тонких плёнок меди (Cu) и хрома (Cr) Структура тонкой плёнки меди (Cu): сглаженные края кластеров говорят о том, что рост осуществляется по капиллярной модели роста – путём поглощения одних кластеров другими Структура тонкой плёнки хрома (Cr): наличие острых краёв кластеров свидетельствует, что рост осуществляется по атомарной модели роста – путём точечного образования и роста отдельных кластеров
Метод магнетронного распыления – перспективный метод получения слоистых структур подложка стенки камеры максимальная зона эрозии мишень магнитная система водяное охлаждение
Предлагаемая методика обеспечения высокой адгезии Связанное управление током магнетронов от I(Cr)=max и I(Cu)=0 до I(Cr)=0 и I(Cu)=max магнетрон с мишенью из меди (Cu) магнетрон с мишенью из хрома (Cr) подложка ось вращения подложки вакуумная камера Методика обеспечения высокой адгезии основана на связанном управлении токами магнетронов с мишенями из адгезионного (например, Cr) и проводящего (например, Cu) материалов и регулировании с помощью этого толщины и градиента переходных слоёв, что позволяет плавно менять коэффициент термического расширения переходных слоёв
Выводы 1. С увеличением нагревания металлических тонкоплёночных проводящих структур Sn/ситалл и Cu/стекло адгезионная способность тонких металлических плёнок резко падает, в некоторых случаях, с незначительным последующим увеличением, что можно объяснить большим различием коэффициентов термического расширения плёнки и подложки и градиентом термического нагрева. 2. Исследования структур адгезионных плёнок Cr/ситалл и Ti/ситалл показали, что эти плёнки обладают мощной адгезией к подложкам. Их так и не удалось оторвать от подложки даже при нагревании (ломалась подложка, а плёнка не отрывалась). 3. Предложена новая методика обеспечения высокой адгезионной способности тонких проводящих металлических плёнок, основанная на регулировании величины и градиента переходных адгезионных слоёв в технологическом процессе получения многослойной тонкоплёночной структуры микро- и наноэлектроники с использованием метода магнетронного распыления. Оформляется заявка на получение патента РФ.
Практическая значимость работы Результаты исследований могут быть применены в электронной промышленности, машиностроении и везде, где используются многослойные тонкоплёночные структуры.
Скачать презентацию Образец презентации к защите проекта 2 Разработка
Образец презентации к защите проекта 2.pptx