Распыление - мишень
Cтраница 2
 |
Зависимость ко - пьшения зависит от свойств рас-эффициента распыления ми - пыляемого материала, от массы шени от энергии ионов и энергии бомбардирующих, ио. [16] |
На рис. 2.25 показана зависимость коэффициента распыления от энергии ионов. При энергиях, соответствующих участку /, распыления мишени практически не происходит вплоть до пороговой энергии. На участке II наблюдается почти линейный рост коэффициента распыления с увеличением энергии ионов. Уменьшение коэффициента распыления при больших энергиях ( участок / / /) объясняется проникновением ионов в глубину материала с последующим рассеянием их энергии главным образом в объеме. [17]
Для уменьшения степени загрязнения пленки при катодном распылении используют откачные системы, позволяющие в режиме подготовки получать высокий ( порядка 10 - 6 - 1СГ7 мм рт. ст.) вакуум, и рабочие газы с малым содержанием активных примесей. Кроме того, как и при термовакуумном напылении, используется геттер ирующее действие свеженанесенной пленки, полученной распылением мишени при закрытой заслонке. [18]
Рассмотренные выше способы и системы распыления позволяют распылять только металлы и их сплавы и не могут использоваться для распыления диэлектриков и высокоомных полупроводников. При бомбардировке диэлектрической мишени ионами плазмы на ее поверхности быстро скапливается положительный заряд, отталкивающий ионы и препятствующий распылению мишени. Для нейтрализации этого заряда можно использовать систему ионного распыления, к электродам которой подводится переменное напряжение. [19]
Другим методом получения пленок сплавов является одновременное ионное распыление составных мишеней. Одно из важных преимуществ этого метода состоит в том, что с его помощью можно получать и исследовать большое разнообразие составов осаждаемого материала для одной и той же системы мишеней путем независимого изменения скоростей распыления отдельных мишеней. Однако следует иметь в виду, что при этом могут появиться неожиданные и нежелательные эффекты. [20]
 |
Влияние подводимой мощности на качество пленок нитрида кремния. [21] |
В этом случае, в отличие от распыления в азоте, оказалось возможным добавлять в распылительную атмосферу относительно большие количества аргона, не изменяя стехиометрии получаемых пленок. Так, например, в атмосфере аргона, содержащей всего 2 % аммиака, получались пленки, состоящие в основном из нитрида кремния, а для получения чистых пленок нитрида кремния в распылительной атмосфере было достаточно 5 % аммиака. В противоположность этому пленки, полученные распылением мишени из кремния в атмосфере, состоящей из 5 % азота и 95 % аргона, были по существу из чистого кремния. Эта повышенная активность аммиака объясняется большей концентрацией ионов N при разряде в присутствии аммиака. Основной недостаток пленок нитрида кремния, полученных реактивным распылением в аммиаке, заключается в том, что они содержат примесь водорода, которая может влиять на некоторые диэлектрические свойства этих пленок. [22]
Уменьшению толщины пленки на краях подложки, однако, противодействует увеличение скорости уноса материала с краев мишени, вызванное заметным ростом локальных градиентов поля. Чтобы избежать неравномерности распыления мишени, целесообразно использовать экраны с боковым охватом мишени. Это позволяет снизить унос вещества с краев и создать такое распределение скорости распыления мишени, которое обеспечивает равномерность толщины пленки на уровне 5 - 10 % по всей поверхности подложки. Для этого необходимо соблюдать также строго параллельное расположение электродов относительно друг друга. Расстояние между электродами сильно влияет на скорость распыления, например увеличение расстояния от 2 5 дб 10 см приводило к снижению скорости распыления в 10 раз. [23]
 |
Различные виды плотности состояний, которые, как предполагается, могут осуществляться в аморфных полупроводниках ( области, соответствующие локализованным состояниям, заштрихованы. [24] |
Легирование из газовой фазы является наиболее эффективным способом получения а - Si: H различного типа проводимости. Однако при всех последующих технологических операциях при температурах выше 400 С происходит утрата основных свойств материала из-за эффузии водорода. Другим способом легирования а - Si: H является высокочастотное ионно-плазменное распыление кремниевой мишени в атмосфере аргоноводород-ной смеси, где легирование материала в процессе его получения осуществляется путем совместного распыления кремниевой мишени и помещаемых на ее поверхности легантов. [25]
Флур и Райзман [108] установили, что пленки, полученные путем распыления пермаллоевой мишени ( NisiFeig), имеют такой же состав, как и мишень. Поэтому для получения пленок нужного состава необходимо было использовать мишень с некоторым недостатком железа. Хан и Франкомб [110] обнаружили, что при распылении мишени из сплава AugsNiis получались пленки, постоянная решетки которых по существу была такой же, как и в массивном материале; это свидетельствовало о том, что состав плечск был идентичен составу мишени. [26]
Кроме того, увеличение давления рабочего газа приводит к загрязнению им распыляемой пленки. Степень загрязненности существенно возрастает за счет примесных газов. Присутствие в камере примесных газов приводит, как правило, к снижению скорости напыления. Так, небольшая добавка ( к1 %) кислорода уменьшает скорость распыления металлических мишеней почти в 2 раза, что объясняется образованием на поверхности мишени окисного слоя, имеющего значительно более низкий коэффициент распыления. [27]
Для достижения больших скоростей осаждения необходимо снизить давление в рабочей камере, с тем чтобы свободный пробег атомарных частиц был больше расстояния мишень - подложка, а также повысить плотность ионного тока на мишень. С этой целью в разрядную камеру вводится накальный катод, что обеспечивает возникновение разряда при напряжении 100 В Давление в камере понижается до К) - 1 - 10 - 2 Па, что резко увеличивает длину свободного пробега частиц. Накальный катод эмиттирует поток электронов, которые ионизируют остаточный рабочий газ, поддерживая разряд. При подаче на мишень большого отрицательного смещения относительно катода на нее вытягиваются положительные ионы плазмы, в результате чего происходит распыление мишени. В такой системе электрические цепи разряда и распыления развязаны, это обеспечивает гибкость управления процессом распыления. При катодном распылении давление рабочего газа, необходимое для поддержания разряда, относительно велико ( 1 - 10 Па) и вероятность загрязнения пленки повышается. При ионно-плазменном распылении давление ниже ( Ю-1 - 10 - 3 Па), но для поддержания газового разряда нужны специальные устройства. [28]
Эффект фокусировки столкновений заключается в предпочтительной передаче первичной частицы ( или атома среды) вдоль направления плотной упаковки атомов в кристаллической среде. Если в результате распространения последовательности фокусирующих столкновений переносится только энергия, то такие цепочки носят название фокусированных пакетов энергии или фокусонов. В результате такой цепочки фокусирующих замещений, когда в процессе столкновений каждый ударяемый атом становится на место соседнего вдоль направления удара, смещенный атом образуется на значительном удалении от вакансии. Это явление известно как динамический краудион и может играть важную роль в образовании смещенных атомов вдали от центральной вакансионной зоны смещения. С помощью экспериментов по распылению урановых мишеней ионами Кг с энергией 80 кэВ Нельсон [3] показал, что в случае сс-урана эффективным направлением фокусировки являются [100] и [110], причем предполагается, что в первом направлении должны распространяться преимущественно фокусоны, тогда как во втором могут образовываться динамические кроудионы. Следует отметить, что в экспериментах по распылению, в общем, фокусоны неотличимы от кроудионов. Поэтому запрет на образование кроудиона в а-уране для направления [100], полученный Нельсоном в приближении твердых сфер, не является, по-видимому, достаточно строгим. [29]
 |
Концентрационный профиль водорода, внедренного ионной бомбардировкой ( Аг 25 кэВ, 0 1 тА / ст2 в нержавеющую сталь ОХ18Н10Т. [30] |
Страницы: 1 2 3