2-322-1399893340-3.-printsipialnaya_skhema_protsessa_nanesen ia_tonui (Принципиальная схема процесса нанесения тонких пленок в вакууме магнетронным)

ОсаждениеD1ИоннымРаспылениемИонно-плазменныйD10Тлеющий разрядР.Г.ТПРргdДиодный на постоянномтокеДиодный ВЧТрехэлектродныйМагнетронный на пост.токеМагнетронный ВЧМагнетронный с ЭЦРРеактивныйD100D101D102D103D104D105D10_RТкомнрр.г.=10-5⋅10−2 Па;Сущность метода осаждения тонких пленок в вакууме ионным распылением D1заключается в выбивании (распылении) атомов вещества из поверхностных слоев мишенивысокоэнергетичными ионами рабочего газа (обычно инертного Ar). Ионы образуются вгазовом разряде при давлении pр.г. = 10 - 5.10-2 Па и ускоряются до энергии 0,7 - 5 кэВвследствие приложения к мишени отрицательного потенциала в 0,7 - 5 кВ.

Распыленныеиз мишени атомы осаждаются в виде тонкой пленки на поверхности подложки.Различают ионно-плазменный D10 и ионно-лучевой D11 методы, в которыхиспользуются тлеющий (типы D100, D101, D103, D104 и D105) и несамостоятельный(D102) газовый разряды, а также, автономные источники ионов Кауфмана (с горячимкатодом - тип D110) и Пеннинга (с холодным катодом - тип D111). При использовании вкачестве рабочего газа смеси из Ar и химически активного газа (O2, N2 и т.п.) реализуетсяреактивный метод осаждения оксидов, нитридов и т.п. (типы - D10_R и D11_R).Достоинствами метода осаждения тонких пленок ионным распылением являютсяуниверсальность (можно наносить металлы, сплавы, диэлектрики, магнитныекомпозиции), регулируемая скорость осаждения Vо и относительно простая конструкция.К недостаткам относятся не высокая чистота осаждаемой пленки (из-за наличия рабочегораза), низкая и нерегулируемая энергия осаждаемых частиц E.ИонноеОсаждениеИонно-плазменныйD41ДиодныйD410С потенциаломсмещенияD411D4ТПРабочий газВ основе методов ионного осаждения тонких пленок D4 лежит сочетание двух процессов:1) генерации плазмы исходного вещества с помощью одного из типов электрическогоразряда или ВЧ-индуктора и 2) ускорения ионов или всей квазинейтральной плазмы споследующей конденсацией на поверхности подложки (детали).

Исходное веществополучают с помощью одного из методов термического испарения D0 (термо-ионныйметод D40); из газовой смеси, содержащей компоненты осаждаемой пленки (ионноплазменный D41 и ионно-лучевой D42 методы); с помощью дугового разряда D3, которыйиспользуется как первая ступень плазменного ускорителя (плазмотронный метод D43).Основными достоинствами метода ионного нанесения тонких пленок являютсярегулируемая в широких пределах энергия осаждаемых частиц E (оптимальной считаетсяэнергия Eопт = 100 эВ) и высокая скорость осаждения Vо, а главными недостатками сложность реализации и распыление конструкционных материалов, а, следовательно, изагрязнение плазмы и получаемой пленки..