Ионное распыление

Cтраница 1

Ионное распыление наиболее успешно применяется в электроразрядных насосах, представляющих собой многоячеистые разрядники с разрядом типа Пеннинга с сильным магнитным полем, которое позволяет поддерживать разряд даже при таких низких давлениях, как 10 - 12 мм рт. ст. Откачиваемые газы накапливаются в титановых пленках, осаждаемых ионным распылением, особенно в тех областях, где осаждаемая пленка бомбардируется нонами газа. С помощью ионного распыления в абсорбционной или эмиссионной спектроскопии получают атомарные пары, причем для этих целей начали широко использовать газоразрядные лампы с полым катодом из различных материалов. [1]

Ионное распыление является процессом, при котором сталкиваются отдельные атомы. Вследствие этого можно получать сплошные пленки без пор, поверхность которых достаточно точно воспроизводит рельеф поверхности подложки, при выполнении следующих условий: охлаждением подложки должна быть в основном исключена поверхностная миграция атомов, а для предотвращения агломерации атомов уже в газовой фазе распыление должно проводиться при достаточно низких давлениях газа. Таким образом, хорошо отполированная поверхность сохраняет чистоту обработки и после осаждения тонкой пленки. [2]

Ионное распыление впервые было обнаружено при исследованиях тлеющего разряда с холодным катодом, и с этого времени тлеющий разряд является основой экспериментов по получению пленок ионным распылением. [3]

Ионное распыление как способ нанесения тонких пленок известен и используется на практике более ста лет, однако только сравнительно недавно этот метод начал серьезно конкурировать с методом вакуумного испарения. Такая задержка в развитии метода ионного распыления и применении его для получения пленок объясняется большей склонностью наносимых этим методом пленок к загрязнению, а также большим числом контролируемых параметров, определяющих процесс осаждедия, и сложностью контроля. За последние годы спрос электронной техники на пленки, получение которых затруднено, или даже невозможно другими способами, стимулировал проведение весьма плодотворных работ, направленных на решение указанных проблем. В настоящее время нанесение пленок методом ионного распыления получает все большее признание не только в электронной технике, но и во всех областях, где могут использоваться тонкие пленки. [4]

Ионное распыление более чувствительно к остаточным газовым молекулам в вакуумной камере, чем термическое испарение. [5]

Ионное распыление сплавов является одним из наиболее эффективных методов получения пленок из этих сплавов, так как этот метод позволяет легко изменять состав пленок. Часто состав осаждаемой пленки почти совпадает с составом мишени. Это можно себе представить, если рассмотреть механизм ионного распыления, согласно которому атомы выбиваются из мишени в результате передачи им импульса бомбардирующих ионов. Поскольку процесс ионного распыления не сильно зависит от температуры мишени, то эту температуру можно выбрать достаточно низкой, чтобы исключить диффузию атомов в мишени, не проиграв заметно в скорости нанесения. Так как при этом в мишени переноса масс не происходит, то можно считать, что состав испускаемых мишенью частиц должен быть идентичен составу мишени. Конечно, если коэффициент прилипания или угловое распределение выброса будут различными для разных типов атомов, то состав осаждаемой пленки будет уже измененным. [6]

Поскольку ионное распыление является весьма непроизводительным процессом, для получения больших скоростей осаждения необходимо выяснить способы и методы эффективного охлаждения мишени. [7]

Методом ионного распыления можно получать пленки сложных материалов, таких как нержавеющая сталь, эваном, пермаллой или даже стекло пирекс, беч изменения их состава, если: температура мишени будет поддерживаться достаточно низкой; ионная бомбардировка подложки будет исключена; для всех компонентов распыляемого вещества коэффициенты прилипания к подложке и угловое распределение при испускании будут одинаковыми. [8]

Способ ионного распыления благодаря использованию плазмы обладает и другими особенностями, позволяющими получать пленки с заданными свойствами. При получении металлических пленок на металлических подложках отрицательное смещение на подложку перед осаждением плен-к 1 может быть использовано для удаления окисных пленок и улучшения сцепления пленки с подложкой. [9]

Скорость распыления различных материалов ионами аргона с энергией 500 эВ при плотности тока 1 мА / см2. [10]

Процессы ионного распыления, несмотря на их большую энергоемкость, обеспечивают получение наиболее прочных пленок многокомпонентных материалов любого вида. В течение ряда лет было разработано большое количество вариантов систем ионного распыления, которые отличаются конфигурацией катода, а также способами генерации и переноса ионов. Рассматриваемые ниже методы представляют особый интерес, поскольку с их помощью можно получать материалы для тонкопленочных солнечных элементов. [11]

Процесс ионного распыления соединений, таких, например, как окислы, несомненно более сложен, чем распыление мишеней из простых веществ - химических элементов. Передача импульса от падающего иона эмиттируемому атому посредством нескольких атомных столкновений является интенсивным процессом. Энергия, которая при этом передается, может, несомненно, превышать энергию химической связи, типичная величина которой порядка нескольких электрон-вольт. В результате возможен разрыв многих связей. [12]

Система магнетронного ионного распыления представляет собой устройство, в котором магнитное поле приложено перпендикулярно электрическому. В системе с плоским катодом магнитное поле, направленное параллельно его плоскости, препятствует выходу электронов из прикатодной области, что повышает эффективность ионизации газа и предотвращает бомбардировку осаждаемой пленки электронами. Постоянные магниты размещают за катодом различными способами, но таким образом, чтобы поверхность катода имела по крайней мере одну область, вблизи которой силовые линии магнитного поля были бы направлены параллельно поверхности. Плазма разряда существует только вблизи катода, внутри тороидальной магнитной ловушки, создаваемой магнитным полем, сосредоточенным в узком кольце. Возможность получения поля такой формы и соответствующих траекторий электронов зависит от геометрических параметров и схемы расположения магнитов. [13]

Применение ионного распыления поверхности объекта и реализация благодаря этому послойного анализа значительно расширяют возможности ОЭС. Последовательное удаление слоев осуществляется с помощью ионной пушки, в качестве рабочего-газа обычно применяются аргон, неон, ксенон. Распыление производится на площади в несколько квадратных мм, а возбуждение Оже-электронов - в центре кратера в области - lCh4MM2 Распределение по толщине слоя амплитуды производной сигнала Оже-электронов, пропорционального концентрациям элементов, дает ценную информацию о составе и характере поверхностных и промежуточных слоев, возникающих в процессе роста, в результате поверхностных реакций и др. Если толщина распыляемого слоя известна, можно определить скорость распыления. [14]

При ионном распылении отсутствуют трудности, связанные с разбрызгиванием ( испусканием более крупных агломератов), которое часто происходит при вакуумном испарении, а также нет ограничений, связанных с гравитационными силами, в расположении электродов и подложек. Во многих системах часто используется распыление в направлении сверху вниз, так как это упрощает установку и закрепление подложек. [15]

Страницы: 1 2 3 4 5