10.Импульсное испарение тугоплавких металлов. Основные методы.

Импульсное испарение (тугоплавкие металлы). Мощность 10¹⁰-10¹³Вт/г, длительность импульсов 10³с

электрический взрыв

мощный сходящийся электронный пучок

рубиновый лазер

Пленки тугоплавких металлов (Та, W, Мо и др.) можно осаждать ионно-плазменным (катодным) распылением. В атмосфере активного газа (О₂, N₂ и др.) распылением соответствующего металла можно изго­тавливать и диэлектрические пленки (окислы, нитриды металлов), одна­ко в этом случае трудно предотвратить поглощение остаточных газов пленкой в процессе ее формирования из-за относительно высокого дав­ления газа (10^-2 – 10^-1 мм рт.ст).

Осаждение из газовой фазы позволяет получать высококачествен­ные пленки, однако этот метод предполагает наличие сильных агрес­сивных сред, которые могут вступать во взаимодействие с кремнием или диэлектрическими пленками на его поверхности. Вследствие этого осаждение металлов из газовой фазы применяется редко.

В настоящее время наиболее широкое распространение при нане­сении металлических пленок получил метод ионно-плазменного распы­ления с помощью магнетронных распылительных систем - устройств для генерирования плазмы.

11.Магнетронное распылительное устройство.

Установки магнетронного напыления – это системы ионно-плазменного распыления, применяющиеся для нанесения тонких плёнок.

Магнетронные распылительные системы (МРС) различного типа, служащие в основном для металлизации интегральных микросхем, например, нанесении плёнок алюминия на непрерывно движущиеся кремневые пластины. Кроме того, промышленные установки магнетронного распыления применяют для нанесения покрытия на рулонные материалы.

В состав установки магнетронного распыления входят: рабочая камера, с нагревателями платин, магнетронными устройствами распыления, транспортной системой, шлюзовыми системами загрузки и выгрузки, вакуумная система с насосом, газовая система. Корпус рабочей камеры охлаждается и подогревается водой. Нагреватель пластин размещен перед зоной нанесения плёнки.

Магнетронная система представляет собой сочетание нескольких магнетронов. Между магнетронами установлены экраны для ограничения площади осаждения плёнок на платине.

Технологическое значение магнетронного распыления заключается в том, что бомбардирующие поверхность катода (мишени) ионы распыляют её. На этом эффекте основаны технологии магнетронного травления, а благодаря тому, что распылённое вещество мишени, осаждаясь на подложку, может формировать плотную плёнку наиболее широкое применение получило магнетронное напыление.

12.Ионно- лучевой источник нанесения- травления (типа Кауфман). Принцип, конструкция, применимость.

Для проведения процесса травления различных металлических пленок, более удобным является источники на постоянном токе. Это связано с более простой реализацией вытягивания ионов из плазмы и их ускорение до необходимых энергий. Например, источники с горячим катодом (источник

Кауфмана) , см. рис.19.

Ионизация газа – аргона – происходит в пространстве нагреваемый катод–анод при подаче на анод положительного напряжения порядка 100 В. Эмитированные из катода электроны двигаясь к аноду, вызывают ионизацию. Направление электрического и магнитного поля в этом источнике

совпадают. Образовавшиеся ионы вытягивается из плазмы электрическим полем узлом экстракции, состоящих из трех сеток (дисков со множеством отверстий.) Первая сетка ускоряющая, вторая имеет отрицательный потенциал относительно плазмы для отражения электронов, и третья заземлена.

 Применение ионно-лучевых технологий позволяет либо повысить качество и выход годных выпускаемых приборов, либо создавать новые приборы или изделия, изготовление которых другими методами затруднительно.