Thin Film Techniques - NEVF103

• Title: Technika tenkých vrstev
• Guaranteed by: Department of Surface and Plasma Science (32-KFPP)
• Faculty: Faculty of Mathematics and Physics
• Actual: from 2020
• Semester: summer
• E-Credits: 5
• Hours per week, examination: summer s.:2/1, C+Ex [HT]
• Capacity: unlimited
• Min. number of students: unlimited
• 4EU+: no
• Virtual mobility / capacity: no
• State of the course: taught
• Language: Czech, English
• Teaching methods: full-time
• Additional information: https://physics.mff.cuni.cz/kfpp/rozvrh.html
• Guarantor: doc. RNDr. Pavel Sobotík, CSc.; prof. RNDr. Ivan Ošťádal, CSc.; doc. RNDr. Pavel Kocán, Ph.D.
• Teacher(s): doc. RNDr. Pavel Kocán, Ph.D.; doc. RNDr. Pavel Sobotík, CSc.

Annotation

English

Basic concepts of termodynamic and vacuum physics. Growth types and phases of thin film growth. Overwiev of thin film deposition methods - CVD, vacuum evaporation, sputtering methods, laser ablation, electron beam ablation, principles, examples a comparison. Methods of thickness and deposition rate measurement. Methods for determination of morphology and composition of thin films. Adhesion and hardness of thin films. Preparation and cleaning of substrates for thin film technologies. Preparation of defined thin film structures - masking and litography.

Last update: T_KEVF (19.03.2003)

Czech

Nejnutnější přehled z vakuové fyziky a termodynamiky. Mody a fáze růstu tenkých vrstev. Přehled metod pro přípravu tenkých vrstev - CVD metody, vakuové napařování, naprašování vrstev, laserová ablace, ablace elektronovým svazkem, principy, příklady použití a porovnání. Metody měření depoziční rychlosti a tloušťky tenkých vrstev. Metody pro studium morfologie a složení TV. Adheze a tvrdost TV. Metody přípravy a čištění substrátů pro TV technologie. Vytváření definovaných TV struktur - maskování, litografie.

Last update: T_KEVF (19.03.2003)

Course completion requirements

Získání zápočtu je podmínkou pro konání zkoušky.

Udělení zápočtu je podmíněno absolvováním dvou praktických úloh a vypracováním protokolu k nim.

Povaha kontroly studia předmětu vylučuje opakování této kontroly, zápočet se tedy opakovat nedá.

Last update: Pavlů Jiří, doc. RNDr., Ph.D. (03.06.2020)

Literature

Krishna Seshan-editor.: Handbook of Thin-Film Deposition Processes and Techniques, Noyes Publications- William Andrew Publishing , Norwitch, New York 2002

Eckertová L.: Physics of Thin Films, Plenum Press, NY 1986

Last update: T_KEVF (07.05.2005)

Requirements to the exam

Zkouška probíhá ústní formou.

Požadavky odpovídají sylabu předmětu v rozsahu, který byl prezentován na přednášce.

Last update: Sobotík Pavel, doc. RNDr., CSc. (05.03.2018)

Syllabus

English

1. Thin film deposition techniques -physical methods
Vacuum evaporation (equilibrium vapor pressure, evaporation rate, angular dependence of the evaporation flux, construction of evaporators , evaporation of alloys and compounds, electron beam evaporation, MBE). Sputtering (basic ideas, sputtering systems, magnetron, comparison of sputtering and evaporation). Laser ablation. Electron beam ablation. Ionised cluster beam deposition.

2. Thin film deposition techniques -chemical methods
CVD (decomposition, disproporciation, transport reactions,VLPCVD, PECVD, MOCVD). Anodic oxidation, LB films.

3. Methods of deposition rate measurement and thickness measurement
Measurement in a flux of vapors. Quartz oscilator technique. Optical methods (Tolansky method, FECO, spectral reflectivity measurements).

4. Techniques of measurement of thin film and surface morphology
TEM, SEM, STM, AFM, LEEM, FIM, FEM.

5. Techniques for determination of thin film structure and composition
Difrakční metody. Spektroskopie. Interakce s ionty (RBS, SIMS).

6. Substrate treatment
Chemical treatment. Etching. Annealing.

7. Litography, masking and nanopatterning
Ion etching. Selective etching. Using of photoresists.

8. Thin film properties
Hardness , adhesion and conductivity measurements.

Last update: T_KEVF (07.05.2005)

Czech

1. Metody přípravy tenkých vrstev -fyzikální metody
Vakuové napařování (rovnovážný tlak par, rychlost vypařování, směrovost vypařovadel, realizace vypařovadel, vypařování sloučenin a slitin, vypařování elektronovým svazkem, MBE). Naprašování (základní představy, naprašovací systémy, magnetron, srovnání napařování a naprašování). Laserová ablace. Ablace elektronovým svazkem. Depozice ionizovaných klastrů.

2. Metody přípravy tenkých vrstev -chemické metody
CVD (dekompozice, disproporciace, transportní reakce,VLPCVD, PECVD, MOCVD). Anodická oxidce, LB vrstvy.

3. Metody měření depoziční rychlosti a tloušťky tenkých vrstev
Měření v proudu par. Metoda kmitajícího krystalu. Optické metody (Tolanského metoda, FECO, spektrální odrazivost).

4. Techniky studia morfologie vrstev a povrchů
TEM, SEM, STM, AFM, LEEM, FIM, FEM.

5. Metody pro určení struktury a složení tenkých vrstev
Difrakční metody. Spektroskopie. Interakce s ionty (RBS, SIMS).

6. Příprava substrátů
Chemické ošetření. Leptání.Žíhaní.

7. Litografie, maskování a vytváření nanostruktur
Iontové leptání. Selektivní leptání. Využití fotorezistů.

8. Vlastnosti TV
Měření tvrdosti, adheze a vodivosti TV.

Last update: T_KEVF (07.05.2005)