Майсел Л. - Справочник - Технология тонких плёнок (1051257), страница 121
Текст из файла (страница 121)
Получемне пленок методом нанивгя расиылвмня уу -ДДДУ -Угу -Г)Г +ГС7 +577 -ао -бд.бу ' угу.' гуугзгмзиат зрдтрлми Рно. 1З. Зввисимость удельного соиротнввснно твнгвновмн он«ион от смещения нв ноддожис, свидсгслытвумщвн о ионучсини розничных струнтурнмн модняиввниа (бтв н ОЦК-тв).
роговая энергия десорбции равна 19 В, а максимальная вероятность десорбции (при энергии электронов 90 эВ) составляет 5.10-« атом/электрон 771. ри исследовании молибденовых пленок, полученных ивяным распылением со смещением, Глзнг и др. 1491 усгановнлн, что пленки, навесецные при малом смещения рлн беэ смешения, имели тенденцию к предпочтительной ориентации ь направлении (110), При увеличения смещения зто направление преимущественной ориентации пленок изменялось на (211) ллн образцов, полученных при 100' С, и на равиовероитиые направления (211) и (110) для температуры нанесения 506 С Эти авторы показали также, что смещение при ионном распмлзггигг влияло на величину мехаии. «вских напряжений в погучаемых пленках.
В пленках, осаждающнхся при оптимальном смещении 100В нли несколько меньшем, наблюдались, йгу как правило, раствгивающие напряжения, тогда как пленки, полу. чениые без смешения или при сме. 44 щеннях порядка 150В, испытывали Оч~ ор 01Я-гк сжимающие напряжения. Дальнейшие исследования удель. 9-уз ного сопротивления и структуры пленок, полученных ионным рас. пылеиием, провел Хьюрль (76), который сравнивал молибденовые пленки, нанесенные геттерным распылением, ноиныя распылением со смешением и комбинацией этих методов.
Пленки, полученные при температуре подложки 350' С одним только ионным распылеянем со смещением, имели удельное сопротивление 10 10-с Ом см„ а удельное сопри~налепив пленок, полученных с помощью только геттеряого распыления, составляло 30.10-с Ом см. В пленках же, полученных комбинацией этих методов, удельное сопротивление достигало величины 7 10-с Ом см.
В работах 178, 79» было показано, что режим распыления со смещением существенно влияет иа магнитные свойства тонких пленок. Ионному расоыленшо со смещением подобен метод ионного распылении нэ переменном токе асимметричной формы, предложенный Фрерихсом з 1952 г. (80). В этом методе пленка во время ее нанесения также подвергается частичному распылению, что достигается приложением переменного напрягкевия между подложкой и «катодом», С помощью соотнес.
ствующей схемы добиваются, чтобы значительно больший ток протекал в тот иолупериод, когда «катод» отрицателен Таким образом будет осуществляться перенос матеряалэ с «катода» на подложку. Ионное рашшщя иие на асимметричном переменяом токе, по.видимому, почти эквивалентно распылению со смещением, Различие состоят в том, что в первом из этих методов смещение прикладывается к подложке лишь в течение половины, всего времени распылении, и поэтому концентрация захваченных примесей з пленках, полученных этим методом, всегда будет меньше 1741. 8.
Захват примесей в процессе.нанесеяня пленок Концентрация атомов аргоиа, захватываемых пленкой, во время ее осаждения должна в принципе определяться приведенным выше выражением !2). Однако было показано, что для атомов инертных газов, имею. щнх тепловые энергии, величина а практически равна нулю 1811 Несмотря на это, обнаружение значительных количеств распыляющего газа, за.
хваченных пленками, полученными ионным распылением, является скорее правилом, чем исключением. Винтер и Кэй !82) довольно подробно после. девали этот вопрос для системы никель — аргон. Они устаяовнли, что ионы аргонз захватывались пленкой никеля, если прн падении нз поверхность рис. НЬ Зависинасть жнщеитранн» ате. «ев арсена в алснкак никели ет давлении тата пленки они обладали энергией порядка 100 эВ илн выше, Авторы предло. пожили, что этой энергии достаточно для внедрения ионов аргона в по. верхностный слой, где они затем удерживаются, и что подобный механизм захвата справедлив также для атомов аргоив.
Авторы наносили никелевые пленки в обычных устройствах ионного распылепня н изучали зависимость концентрации захваченных атомов аргона от смещения, прикладывавшегося к подложкж Результаты этих измерений приведены нз рнс. 19. Видно, что общий характер кривой такой же, как'на рис. 16. Увеличение концентрации аргопа для напряжений ббльших 100 В подтверждает высказанное авторамн предположение, Весьма интересен внд кривой для напряжений от 0 до 100 В Относительно высокая концентрация агомов аргона в плен. ках, осажденных при нулевом смещении, объясняется бомбардировкой растущих пленок быстрыми нейтральнымн атомамн с энергией 100 зВ н вмще, отраженными от катодз. Уменьшение концентрации аргона прн смещейвях от 0 до 100 В объясняетса ионным распылением некоторой ча.
стн захваченных пленкой атомов аргона. Значительный интерес представляет также зависимость концентрацнв аргона в полученных пленках от лаеленин рвсаыляющего газа. Она пока- вана на рис. Ю. Как дндчо нз этого рнсуцка, в случае нулевого смещения концентрация захваченных атомов аргонз уменьшается с повышением да. Г. Задаат атомов инертного газа ° р ч ч б йч и В 2 Д гг игр егзр бгдг Мглфпнпмгг пньчтгджтдй рнс. ГЕ.
Занистнюсть аеинснтрааиа атенев а!наив в навивал никеле ет иаарекьснни снежсаиа аедлежкн, врнкладмваснвге ари ннассеаин алтани. гьг" г ф Ъ ь ф !р-д ч д яге гг ба згг гго яауленае ллзгг, 4] эллг1мх гад Гл. 4. Получение пленок методом ионного распыления вления. Это подтверждзет роль быстрых яейтрзльных атомов, летящих от катода, поскольку по мере повышения давления все меньше и меньше твкнх атомов будут достигзть подложки с энергией выше 100 эВ. Таким об. резон, ясно, что если испольэоввние высоких дзвлений рзспыляющега газа само по себе н ие приводит к появлению избыточных примесей, то изиболее чистые пленки получаются ионным рзспыленисм при максимальных давлениях. Исследовалась также ззвисимосгь концентрзции атомов зргоиз в пленках от температуры подложки.
Было устзновлено, что этз концеитрзцня почти не зависит ат температуры до 200'С; при дзльнейшем позы. шенин темпепзтуры конпентрзция умеиьшзется, причем нвиболее резко в области 400 С. Ззхэзт атомов вргонз диэлектрическими пленками, в частности пленкзми 81От, исследовзли Дхгоунс и др.
[831. В общих чертах полученные результаты согласуются с данными Винтерсз и Кэя. Одна иэ особенностей тзких зксперимеитов заключается в том, что когда нз диэлектрических пленках возникает плзвзюший потенциал, наряду с быстрыми нейтральными зтомзми пленкой ззхвзтывзются также и притягиваемые ею быстрые ионы. Уствновлено, что концентрация захваченных атомов зргонв сильно зависит от температуры, Этз зависимость количественно'обьяснеиз нз основе модели, согласно которой втон зргонв локализуется нв поверхности с энергией связи, имеющей непрерывное распределение в интервале от 0 до 18 зВ.
7. РЕАКТИВНОЕ РАСПЫЛЕНИЕ А. Принципы и методика В предылушем разделе мы рзссчзтривзли захват примесей во время ионного распыления и возможности его уменьшения. Однако в некоторых случаях может окзззться желзтельным получить химическое соединение рзспыляемого мзтеризлз н рзспыляюшего газа.
Поэтому химически вктнпный гвз можно специально вводить в рзспылительную систему для получения тзкого соединения в виде пленки. Такой способ получения пленок нвзывзется резктнвным распылением. Большая честь работ по резктивиому распылению посвяшеиз окислам; проводились тзкже нсследовзния по получению пленок нитридов, сульфидаз и других соединений. Имеются обзоры по резктивиому рзспыленню, сделанные Шварцем 1641 и Холлэндом 111. Холлзнд и Сиддзлл 1851 описали небольшую установку длв резитнвпого распыления рвзличных мзтеризлов. Один из основных вопросов, интересующих исследователей реактивного распыления, заключается в определении той облзстн рвспылнтельной системы, где происходит резкция. Обрвэует ли химически зктивный гвэ слой нз поверхности изтодз, после чего распыляются молекулы соедиие.
иия, или же реакция происходит непосредственно нз подложке? Имеющиеся дзниые свидетельствуют, что более существенным является второй мехвнизм 11321, Реакция в газовой фазе мзловероятнз из-зз возникзюшнх проблем сохрвнения импульса и рассеянии теплоты реакции. Однзко известны фзкты нспускзния котодом и молекулярных частиц. Твк, например, в работе 1881 проведен мзсс-спектрометрнческий анализ ионов, эмиттированных с поверхности тантала, рзспыляемой в парах ртути в условиях, не исключающих эзгрязнения кзтодз. Выло установлено присутствие трех основных типов ионов ТзО+, Тз+ и ТзОт+ с относительным содержзиием 1О:9:5,6.
Следует все же отметить, что ионы распыленного мзтернзлз со- 7. реактивное распыление ставляли лишь 0,1$, и что состав нейтральных частиц, возможно, был совершенно иным. Если бы между материалом катода и химически активным газом существовало тольно одно соединение, то процесс реактивного распыления был бы достаточно простым при условии, что для образования соединения количества газа достаточно. Однако во многих случаях в зависимости от условий распыления могут получиться различные соединения. Эта задача рассматриввется в работах Перин н его сотрудников [87 — 89). Они пока- вали, что конкретный тип обраэугощегося соединения зависит как от процентного содержания активного газа в распылительной атмосфере, так н от величины Е', называемой приведенным полем, которая определяется следу1ощим образом катодное падение расстояние катод †ан Х давление Рнс.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
