Анодирование

Методы, которые были рассмотрены выше, были основаны на различных химических способах осаждения пленок на подложки из других материалов. При этом выбор материалов подложек, несмотря на ограничения электрического и термического характера, остается достаточно широким. Существует группа доступных методов осаждения пленок окислов, нитридов и других соединений различных металлов. Одним из распространенных электрохимических способов проведения такого процесса является анодирование. Как следует из наименования пленка растет на аноде в электролитической ванне. Основное уравнение управляющее ходом процесса, можно записать следующим образом:

M + nH2O → MOn + 2nH+ + 2ne (в области анода);

2ne + 2nH2O → nH2↑ + 2nOH- (в области катода).

Таким образом, окисел растет на металлической поверхности анода, а водород выделяется у катода. Из уравнения видно, что в ходе процесса присутствует вода. Анодирование обычно проводится в водном растворе электролита, однако возможно использование и других сред, таких, как чистые спирты или расплавы солей (например, NaNO3).

Реакция в области анода начинает развиваться при большем отрицательном потенциале; для некоторых материалов направление реакции может не совпадать с анодированием – металл анода может переходить в раствор, или начаться выделение кислорода. Направление, в котором будет развиваться реакция, определяется величиной pH раствора: например, медь можно подвергнуть анодированию в концентрированном щелочном растворе, однако полученная пленка не будет обладать требуемыми диэлектрическими свойствами.

Существует ограниченное число металлов, которые можно анодировать. В процессе анодирования отдельных металлов может оказаться, что образующаяся пленка не обладает требуемыми диэлектрическими свойствами, что вызвано плохой адгезией или слишком пористой структурой окисла. В таблице перечислены металлы, которые с успехом можно анодировать с образованием качественной пленки, обладающей необходимыми электрическими свойствами.

Таблица.2

Перечень металлов, которые хорошо анодируются с образованием беспористых окисных пленок, обладающих высокой адгезией.