Магнетронное распыление | это... Что такое Магнетронное распыление? (original) (raw)
Магнетронное распыление — это технология нанесения тонких плёнок на подложку с помощью магнетрона.
Основы технологии
Принцип магнетронного распыления основан на образовании над поверхностью катода кольцеобразной плазмы в результате столкновения электронов с молекулами газа (чаще всего аргон). Положительные ионы, образующиеся в разряде, ускоряются в направлении катода, бомбардируют его поверхность, выбивая из неё частицы материала.
Покидающие поверхность мишени частицы осаждаются в виде плёнки на подложке, а также частично рассеиваются на молекулах остаточных газов или осаждаются на стенках рабочей вакуумной камеры.
При столкновении ионов с поверхностью мишени происходит передача момента импульса материалу [1] [2]. Падающий ион вызывает каскад столкновений в материале. После многократных столкновений импульс доходит до атома, расположенного на поверхности материала, и который отрывается от мишени и высаживается на поверхности подложки. Среднее число выбитых атомов на один падающий ион аргона называют эффективностью процесса, которая зависит от угла падения, энергии и массы иона, массы испаряемого материала и энергии связи атома в материале. В случае испарения кристаллического материала эффективность также зависит от расположения кристаллической решетки.
Для эффективной ионизации аргона, распыляемый материал (мишень) размещают на магните. В результате эмиссионные электроны , вращающиеся вокруг магнитных силовых линий локализуются в пространстве и многократно сталкиваются с атомами аргона, превращая их в ионы.
При бомбардировке поверхности мишени ионами генерируются несколько процессов:
- Ионное(катодное) распыление материала мишени.
- Вторичная электронная эмиссия.
- Десорбция газа
- Имплантация дефектов
- Ударная волна
- Аморфизация
Магнетронное распыление, в отличие от обычного диодного распыления, позволяет получать высокую плотность ионного тока, а значит, и высокие скорости распыления при относительно низких давлениях порядка 0,1 Па и ниже.
Примеры установки для магнетронного распыления
- ↑ P. Sigmund, Nucl. Instr. Meth. Phys. Res. B (1987). «Mechanisms and theory of physical sputtering by particle impact». Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section B Beam Interactions with Materials and Atoms 27: 1. DOI:10.1016/0168-583X(87)90004-8.
- ↑ R. Behrisch and W. Eckstein (eds.) Sputtering by Particle bombardment: Experiments and Computer Calculations from Threshold to Mev Energies. — Springer, Berlin, 2007.
См. также
- Газофазная эпитаксия
- http://www.pvd-coatings.co.uk/theory-of-pvd-coatings-magnetron-sputtering.htm
- Г.Ф.Ивановский, В.И.Петров, Ионно-Плазменная обработка материалов, Москва, "Радио и связь", 1986г.