Ультратонкие пленки, толщина которых не превышает 10 нм, обладают широким кругом имеющихся и потенциальных применений, таких как: электроника (металлизация при изготовлении микросхем), оптика (высококачественные зеркала), энергосбережение (многослойные низкоэмиссионные теплоотражающие покрытия MeOx/ Cu/MeOx) и т. д. Огромный потенциал данного рода покрытий обусловлен уникальными свойствами, нехарактерными для объемных материалов. Это связано с увеличением влияния механизмов нуклеации пленки на ее итоговые характеристики. Однако проблема управления свойствами ультратонких пленок в процессе их роста находится в центре внимания ученых, занимающихся физикой поверхности уже несколько десятилетий. В настоящее время используется несколько методов нанесения тонких пленок. Данная статья посвящена обзору наиболее распространенных методов вакуумного напыления, с помощью которых может осуществляться формирование ультратонких пленок.
Метод термического вакуумного напыления. Этот метод характеризуется простотой и высокой скоростью осаждения. Сущность данного метода заключается в нагреве вещества в вакууме до температуры, при которой кинетическая энергия атомов и молекул вещества становится достаточной для их отрыва от поверхности мишени и движения до подложки. При этом давление паров испаренного вещества на несколько порядков превышает давление остаточных газов. Атомарный поток распространяется прямолинейно, а при столкновении с поверхностью подложки атомы и молекулы конденсируются на ней. Главными преимуществами данного метода является его простота, доступность и высокая скорость осаждения, что обуславливает его широкое использование в тонкопленочных технологиях. Однако пленки, полученные термическим вакуумным напылением, имеют, как правило, неоднородный химический состав и недостаточную стабильность [1].
Электронно-лучевое испарение. В данном методе нагрев вещества осуществляется мощным электронным пучком. Обеспечивается высокая скорость осаждения, но низкий энергетический КПД (1–5%), поскольку основная часть энергии расходуется на нагрев тигля, рентгеновское и УФ-излучение, а также на образование вторичных электронов (до 25% энергии первичного пучка). При этом вторичные электроны бомбардируют подложки, на которые наносятся пленки, нагревая их вплоть до 1000К и вызывая образование радиационных дефектов в формирующейся пленке [1].