Распыление в вакууме.

 

                 Все ,ранее написанные статьи, касающиеся получения тонких пленок, относятся к технологии ионного напыления в тлеющем разряде с применением магнетронных распылительных систем , за счет скрещивания электрического и магнитного полей. Эта технология привела к эффективному распылению ( значительному росту плотности плазмы). То есть значительно возросла скорость напыления пленки на основу и чистота пленки (нет каплей, микрочастиц).

       На практике толщину пленки получают от десятков нанометров до десятков микрометров. Технология напыления пленки в вакууме (менее 10 Па), достаточно, (управляема , повторяема) без загрязнений ,экологически чистая.
       Принято называть технологию ионного распыления катодной , если распыляется катод находящийся под минусовым потенциалом.

           На поверхность катода ,при распылении, воздействую ионы газа (Ar),фотоны плазмы, нейтральные частицы(атомы после перезарядки ионов). Аргон должен иметь высокую степень чистоты ,иначе будет происходить окисление катода и ухудшаться скорость распыления. Скорость распыления материалов определяется коэффициентом распыления (S).

      Разные материалы отличаются по коэффициенту распыления , если на эти материалы воздействовать ионами Ar+ с достаточной энергией. При энергии ионов Ar+= 600 эВ коэффициент распыления для разных материалов приведен ниже :

 

         Источники питания для промышленных магнетронных распылительных систем конструируются так ,чтобы получить энергию ионов Ar+ приблизительно 300-450 эВ.  На рисунке ниже показана промышленная вакуумная установка в разрезе :

 

           В такой установке потенциал плазмы близок к потенциалу анода. Напряжение ускоряющее ионы Ar+ примерно равно разрядному напряжению Е , а электронный газ (часть состава плазмы) движутся между силовыми линиями входа и выхода магнитного поля.   А учитывая то ,что на движущийся заряд в магнитном поле действует сила Лоренца (F=qvB), где v— скорость, B— индукция магнитного поля,q-заряд частицы ,

то происходит вращательное движение электронного газа.

 

 

          Что касается подложки, с формируемой тонкой пленкой, то на подложке выделяется энергия от : конденсируемых атомов, кинетической энергии атомов мишени, кинетической энергии обратно рассеянных атомов аргона.
                   Результат качества и повторяемости нанесения пленки достигается :

1. Постоянством напряжения и тока на магнетроне.
2. Временем магнетронного распыления.
3. Объемом (регулировкой расхода) напускаемого газа (Ar) в камеру.
4. Постоянством рабочего вакуума в камере.

 

 

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

*

code