Анодирование

Окисные пленки можно изготовить двумя основными способами. В первом из них (для большинства металлов) при анодировании используется постоянный ток, пропускаемый через рабочий объём, причем толщина gленки пропорциональна времени, в течение которого пропускается ток. На рис. показан типичный характер зависимости толщины пленки от времени пропускания тока для алюминия и тантала. Разность потенциалов между граничными поверхностями растущей пленки в ее поперечном сечении служит мерой толщины, поэтому вводится величина отношения толщины к напряжению, значения которой приведены в таблице 2. Из рис. 2 видно, что скорость роста в данных условиях может быть сравнима со скоростью роста при электрохимическом осаждении. Толщину осаждаемой пленки можно увеличивать до определенного предела. Вблизи этого предела в пленке начинают появляться трещины от изгибающих напряжений или начинается процесс рекристаллизации. Первое ограничение относится к алюминию и танталу; при этом максимум разности потенциалов, а следовательно, и максимально достижимая толщина зависит от чистоты подложки, состава электролита и некоторых других параметров. Появление эффекта рекристаллизации также является результатом действия приложенного напряжения. Все окислы, полученные анодированием, до некоторой степени обнаруживают подобный эффект (Al2O3, образующийся при напряжении 500 В, будет содержать в структуре до 10% кристаллических включений), однако особенное этот факт приобретает при выращивании пленок тантала и ниобия.

Рис. 2 Зависимость толщины пленок алюминия и тантала, полученных анодированием то времени осаждения.

Второй способ выращивания пленок основан на применении постоянного напряжения. Такой метод часто используется при выращивании пленок на подложках из алюминия, поскольку при этом через дефекты в пленке можно контролировать электрический пробой, который может иметь место в присутствии сильных электрических полей (например, при анодировании с использованием постоянного тока).

Главные отличительные черты, свойственные всем анодным окисным пленкам, заключаются в том, что они растут аморфными слоями, не образуя кристаллической решетки. Обычно оксидные поверхности получаются гладкими и бездефектными, однако если поверхность металла недостаточно чистая и ровная, на пограничном слое металл – окисел могут появляться дефекты кратерообразной формы, а на границе пленки и электролита – куполообразные.