Высокочастотное распыление
Cтраница 4
Различают низкочастотное и высокочастотное распыление. Первое относится к диапазону частот в десятки кгц; оно обладает относит, большой производительностью п практнч. Механизм распыления связан с образованием поверхностных волн большой амплитуды, от гребней к-рых отрываются маленькие капельки. Высокочастотное распыление осуществляется в ультразвуковом фонтане и имеет кавитациониый характер. [46]
Обычные методы катодного распыления не позволяют распылять диэлектрик. Это объясняется накоплением заряда на поверхности диэлектрика в процессе ионной бомбардировки, вследствие чего поле концентрируется у диэлектрика, а не в распыляющей газовой среде. При этом плотность потока ионов и их энергия настолько падают, что заметного распыления диэлектрика не происходит. Чтобы обойти это затруднение, был разработан метод высокочастотного распыления, который благодаря попеременному действию бомбардировки катода электронами и ионами позволяет распылять диэлектрические материалы. [48]
ВЧ, равно количеству электронов за время положительной полуволны. В этом случае за период происходит компенсация положительных и отрицательных зарядов. Режим работы становится устойчивым. Оптимальная частота изменения потенциала на мишени, обеспечивающая наивысшую скорость распыления, находится в диапазоне 10 - 20 МГц, а метод называют высокочастотным распылением. [49]
Разряд на постоянном токе нельзя использовать для распыления диэлектрических материалов, так как электроны должны непрерывно уходить с мишени во внешнюю цепь. Поэтому мишень должна быть проводящей. В этом случае электроны попеременно движутся то к электроду Э1, то к электроду Э2, производя на своем пути ионизацию газа. Для поддержания стационарного характера разряда необходимо, чтобы за время своей жизни каждый электрон произвел в среднем одну ионизацию. Роль электродов Э1 и Э2 сводится теперь лишь к созданию поля в газо - - разрядном промежутке, и их можно в принципе вынести за пределы разрядной камеры. В установках высокочастотного распыления эти электроды покрываются мишенями Ml и М2 из распыляемого диэлектрика. [50]
Плазма создается с помощью вспомогательных электродов - анода и подогревного катода, к которым приложено постоянное напряжение. Мишень и подложка располагаются в плоскостях, параллельных направлению напряженности постоянного поля. Скорость напыления зависит от мощности высокочастотного поля и от рода материала. Все напыленные пленки обнаруживают хорошую адгезию к алюминию и хрому; адгезия SiO2 и А12О3 к золоту и к меди значительно хуже. Структура пленок SiO2, А12О3 и Та2О5, осажденных на стеклянной подложке высокочастотным распылением, однородная и аморфная. У пленки НЮ2 обнаруживаются кристаллические включения. [51]
В 1930 г. фирма Вестерн Электрик применила метод конного распыления для нанесения тонкого слоя золота на первые восковые оригиналы грамофонных пластинок фирмы Эдифон. С появлением электронно-лучевого испарения ионное распыление для получения пленок тугоплавких материалов, таких, например, как Та, W и А12О3 стало использоваться все реже. Однако углубление понимания процесса ионного распыления и открытие высокочастотного распыления диэлектриков привели к выявлению таких важных преимуществ способа ионного распыления, которые в ряде случаев делают его предпочтительным. В каждом конкретном случае необходимо сопоставлять этот метод с другими известными методами осаждения пленок, которые могут быть, в частности, более производительными или более дешевыми. [52]
Кинетика реакций разложения была исследована Рикертом [181] для Ag2S, Ag2Se и Cul, которые использовались как модельные вещества. Процессу испарения предшествует образование молекул В2 в адсорбированном состоянии, атомы же металла диффундируют и образуют зародыши и кристаллиты. Для большинства боридов [182], карбидов и нитридов металлов [151] наблюдается аналогичный механизм. Во всех этих случаях пленка либо не образуется вообще, либо ее состав существенно отличается от состава исходного материала. Среди окислов следует отметить Сг2О3 и Fe2O3, которые переходят в низшие окислы е малой летучестью. При испарении из вольфрамовых лодочек осаждаются пленки низших окислов неопределенного состава. В общем случае пленки низших окислов и с недостатком кислорода могут быть нагревом на воздухе превращены в пленки высших окислов. Однако необходимые для этого температуры часто оказываются слишком высокими для подложки или при таких температурах происходит реакция, в результате которой появляются большие напряжения, пористость или уменьшается адгезия пленок. Поэтому для этих веществ более предпочтительными являются другие методы испарения, такие как реактивное испарение, реактивное распыление или высокочастотное распыление. [53]
Страницы: 1 2 3 4