بررسي نظري تأثير فاصله چشمه تا زيرلايه بر لايه نشاني مس به روش تبخير حرارتي

Theoretical study on the effect of source-to-substrate distance on copper thin film deposited by thermal evaporation technique

لايه هاي نازك مس به طور گسترده در حسگرهاي امنيتي، حسگرهاي پزشكي، صفحات خورشيدي، ليزرهاي قفل شده مد، درمان سرطان و .... كاربرد دارند. روش تبخير حرارتي روش مناسبي براي ايجاد لايه هاي نازك مس است. فاصله بين چشمه مس و زيرلايه پارامتر مهمي است كه تاكنون مورد بررسي قرار نگرفته است. بنابراين، در اين مقاله تأثير اين كميت بر فرايند ايجاد لايه نازك مس با روش تبخير حرارتي به صورت نظري مورد بررسي قرار گرفته است. نتايج نشان داد كه فشار بخار مس بر سطح زيرلايه، نرخ لايه نشاني و ضخامت لايه نازك با افزايش اين فاصله كاهش مييابد. در حاليكه مقدار يكنواختي ضخامت لايه نازك با افزايش اين فاصله بهبود مي يابد. با افزايش فاصله از 13cmتا 33cmنرخ لايه نشاني از 5/57nm/sتا 1/12nm/sكاهش و پهناي تابع ضخامت لايه از 56nmتا 120nmافزايش مي يابد. همچنين، تابع وابستگي پهناي ضخامت و نرخ لايه نشاني لايه نازك به فاصله چشمه تا سطح زيرلايه ارائه شده است تا فاصله مناسب با توجه به كاربرد لايه نازك انتخاب شود.

Copper thin films are widely used in security sensors, medical sensors, solar panels, mode locked laser, cancer treatment, and so on. Thermal evaporation is a common technique for deposition of copper thin films. The distance between the copper source and the substrate is an important parameter that has not been investigated yet. Therefore, the effect of this parameter on the process of copper thin film deposition by thermal evaporation is investigated theoretically in this paper. The results showed that the copper vapor pressure on the substrate surface, the deposition rate and the thickness of the thin layer decreased with increasing this distance, whereas the uniformity of the film thickness improved with increasing the distance. The deposition rate decreased from 5.57nm/s to 1.12 nm/s and the thickness uniformity increases from 56 nm to 120 nm with increasing distance from 13 cm to 33 cm. Also, the dependence of thickness uniformity and deposition rate on the source-to-substrate distance was presented to select the appropriate distance according to the application of the thin layer.