logo
Лекции Марков 4 курс

Ионно - плазменное распыление

Это разновидность катодного распыления. Отличие в том, что бомбардировка катода осуществляется не ионами тлеющего разряда, а ионами плазмы газового разряда низкого давления. Может быть 3 и более электродов.

Схема установки

Рабочая камера откачивается до Р=10-6 мм.рт.ст. Включается ток накала катода и катод разогревается до получения термоэлектронного тока высокой плотности. После разогрева катода между катодом и анодом прикладывается разность потенциалов, а рабочая камера заполняется рабочим газом (Ar) до Р=10-4 10-3 мм.рт.ст. Между катодом и анодом возникает дуговой газовый разряд. Разрядный ток достигает нескольких ампер, а ΔU уменьшается до 40-60 В. При подаче на мишень отрицательного потенциала ионы будут «вытягиваться» из плазмы разряда и бомбардировать мишень. Атомные мишени, распыляясь, конденсируются на подложке.

Метод безынерционен. Снятие потенциала с мишени прекращает распыление. Подложка предварительно очищается ионным травлением. В таком виде метод применим для напыления проводящих материалов.

Для нанесения диэлектриков применяются высокочастотное плазменное распыление (ВПР). При постоянном потенциале на диэлектрической мишени накапливается электростатический заряд. Находясь под переменным потенциалом в высокочастотном поле мишень бомбардируется и ионами и электронами. Ионы распыляют мишень, а электроны нейтрализуют положительные заряды. Поле создается высокочастотным генератором. Скорость осаждения регулируется частотой и амплитудой высокочастотного напряжения, температурой подложки, напряжением внешнего магнитного поля (если оно есть для увеличения скорости осаждения).

В отечественных установках f=13,6 МГЦ (оптимум).

U=1000-3000 кВ

Промышленные установки ИОН-1В - высоковакуумные, многооперационные для изготовления многослойных тонкопленочных микросхем (6 слоев).

Преимущества: процесс проводят в более высоком вакууме, чем при катодном распылении и пленка меньше загрязняется газами.

Недостатки: