|
|
|
|
|
|
|
|
|
» Próżniowe, wysokowydajne, osadzanie cienkich warstw dielktrycznych metodą reaktywnego, impulsowego rozpylania magnetronowego – wybór punktu pracy magnetronu
|
|
WITOLD M. POSADOWSKI  KATARZYNA TADASZAK ARTUR WIATROWSKI
Impulsowe rozpylanie magnetronowe, to obecnie jedna z najszerzej
stosowanych metod otrzymywania cienkich warstw. Jej
atrakcyjność wynika z możliwości nanoszenia warstw na podłoża
o dużych powierzchniach (przemysł) oraz szerokiego zakresu
zmienności parametrów podczas procesów ich osadzania,
co pozwala na spełnianie wymagań użytkowników. Modyfikacje
takiego sposobu nanoszenia cienkich warstw (np. HIPIMS [1, 2,
3, 4] - ang. High Power Impulse Magnetron Sputtering) pokazują
na możliwość otrzymywania struktur o nowych właściwościach,
a poszukiwania nowych rozwiązań konstrukcyjno-technologicznych
metod magnetronowego rozpylania są kontynuowane.
Celem jest dalsze zwiększanie wydajności otrzymywania
i czystości warstw przy zachowaniu pełnej kontroli procesów
rozpylania. Procedura kontroli nabiera szczególnego znaczenia
podczas procesów reaktywnego osadzania warstw, gdy celem
staje się otrzymywanie związków chemicznych.
Standardowe technologie rozpylania magnetronowego
mogą być realizowane:
a) w obecności gazu szlachetnego (tzw. rozpylanie argonowe,
gdy Ar stosowany jest jako gaz roboczy - mod metaliczny
argonowy). Podczas procesu rozpylania, jedyną
możliwością tworzenia się związków chemicznych jest reakcja
z gazami resztkowymi,
b) w atmosferze procesu rozpylania obecny jest intencjonalnie
wprowadzany gaz reaktywny (np. N2, O2....), a obszarami
potencjalnego tworzenia się związków są: powierzchnia
materiału rozpylanego, przestrzeń miedzy targetem
i podłożem, powierzchnia podłoża (mod reaktywny).
Ograniczeniem w zwiększaniu wydajności osadzania jest
pokrywanie się powierzchni rozpylanego materiału tworzącym
się związkiem, którego współczynnik rozpylania jest często
znacznie mniejszy w porównaniu z materiałem wyjściowym.
Zjawisko to z jednej strony ogranicza wydajność procesu,
a z drugiej jest przyczyną niestabilności, gdy target jest tylko
częściowo pokrywany związkiem. Wówczas, mimo niejednoznacznie
zdefiniowanej powierzchni mat[...]
więcej»
w zeszycie
ELEKTRONIKA - KONSTRUKCJE, TECHNOLOGIE, ZASTOSOWANIA 2011/8
|
|
|
|
|
|
|
|
|
» Wpływ parametrów pracy magnetronu na warunki nanoszenia cienkich warstw podczas procesu rozpylania
|
|
Witold M. Posadowski Artur Wiatrowski Katarzyna Tadaszak Maciej Gruszka Krzysztof Zdunek
Parametrami procesu magnetronowego rozpylania mogą być
miedzy innymi temperatura i polaryzacja napylanego podłoża
(prąd jonowy płynący do podłoża), które są parametrami
technologicznymi procesu nanoszenia. Ustalając ich wartość,
można w kontrolowany sposób wpływać na warunki kondensacji
cienkich warstw na podłożach. Znajduje to odzwierciedlenie
na modelu budowy cienkich warstw otrzymywanych metodą
rozpylania, zaproponowanego przez Thorntona [1] i modyfikowanego
przez Musila [2]. Budowa osadzanych warstw wynika
z relacji miedzy temperaturą podłoża i temperaturą topnienia
nanoszonego materiału oraz ciśnienia procesu, które określa
energie osadzanych cząstek. Oba wymienione parametry są
ze sobą ściśle związane i powinny być kontrolowane. Niestety
tak nie jest, ponieważ obok grzania intencjonalnego podłoży
pojawia się ich dodatkowe dogrzewanie powodowane energią
cząstek kondensujących na podłożu. Temperatura ta może
być ~100…150oC większa niż mierzona. Określenie wartości
tej temperatury jest niejednoznaczne. Autorzy [3] podkreślają,
że należałoby uwzględnić raczej trzy parametry, a mianowicie
temperaturę podłoża Tp, temperaturę warstwy Tw i temperaturę
powierzchni warstwy Tpw. Temperatura układu podłoże-warstwa
narasta w miarę zbliżania się do powierzchni nanoszonej
warstwy. Powodem istnienia gradientu temperatury jest egzotermiczne
uwalnianie ciepła podczas przemiany par materiału
w ciało stałe. Ponadto źródłem ciepła dostarczanego do napylanego
podłoża są: jony i neutrale bombardujące podłoże z osadzaną
warstwą oraz promieniowanie z targetu, które mimo jego
chłodzenia jest znaczącym elementem w transferze ciepła do
podłoża. W przypadku procesów reaktywnych dodatkowo należy
uwzględniać ciepło reakcji, podczas której tworzone są
związki chemiczne na podłożu. Ef[...]
więcej»
w zeszycie
ELEKTRONIKA - KONSTRUKCJE, TECHNOLOGIE, ZASTOSOWANIA 2011/11
|
|
|
|
Strona 1
|
Twój Profil
Twój koszyk
