Катодне розпилення.

1 – ковпак вакуумної установки.

2 – екран

3 – підкладки мікросхеми

4 – основа для підкладок – анода

5 – нагрівач підкладок

6 – основа установки(металева плита)

7,8 – для реактивного методу

9 – до системи відкачки повітря з під ковпака

10,11 – заслонка

12 – матеріал, що розпилюється(матеріал майбутньої плівки) – катод.

діаметр – 10-12см.

відстань між 3 і 12 – 1-2 сантиметри

Принцип дії:

З під ковпака викачується повітря і створюється тиск 10^-4-10^-5 мм^-

Між анодом і катодом подається висока напруга біля 10кВ. Через систему 7-8 подається нейтральний газ (один, чи суміш), наприклад аргон. Таким чином, щоб тиск під ковпаком становив 10^-2ммНg. Під дією високої напруги між 3 і 12(анодом і катодом) виникає газовий розряд до виникнення у цьому проміжку плазми. Склад плазми – електрони та іони аргону, позитивно заряджені. Під дією електричного поля важкі іони розганяються у напрямку «анод-катод», здобувають кінетичну енергію Е_к і бомбардують катод(мішень) з матеріалу майбутньої плівки. При правильно вибраних параметрах ця енергія достатня для вибивання атомів з мішені. Мішень розпилюється. Її атоми рухаються у всіх напрямках у тому числі до підкладок 3, створюючи плівку цього матеріалу необхідної товщини. При заданих параметрах товщина регулюється часом напилення. Швидкість напилення – 10-ті долі за хвилини.

Заслонка. У першу мить з поверхні мішені можуть розпилитись атоми забруднень. Потік цих атомів відсікає заслонка 11. Потом її відводять. Для правильного процесу проходження конденсації атомів на поверхню підкладок їх підігрівають нагрівачем 5. Переваги методу - високий ступень однорідності плівок по складу і товщині.

Недолік - недостатня відтворюваність результатів напилення, нестабільність горіння плазми.

Виникнення і стабільне існування плазми залежить від щільності і стабільності постачання електронів для неї. При такій конструкції установки частина електронів може виходити з плазми на елементи конструкції установки. Щільність електронів у плазмі може змінюватись. Бомбардування буде нестабільним.

Матеріалами мішені можуть бути будь-які речовини.

Іони аргону переносять не тільки масу але і позитивний заряд. На поверхні мішені виділяється цей позитивний заряд і з часом виникає зустрічне електричне поле, яке екранує вихідне електричне поле. Плазма може зменшити свою інтенсивність чи навіть згасати. Для усунення цього недоліку напругу «анод-катод» імпульсне із змінною полярністю. Частота – десятки кГц. Крім аргону можна використовувати азот.

Реактивне розпилення

Установка та ж сама. Додатково через систему 7-8 крім нейтрального газу, що створює плазму подається реактивний газ, який може вступати в хімічну реакцію з атомами мішені, тоді в результаті ми будемо мати не моно атомну плівку за складом, а сполуку її атомів з молекулами реактивного газу, тобто А – атоми мішені, + В – молекули реактивного газу,

= АВ.

Si+ О₂=SiО₂

Магнетронний метод розпилення

У цьому методі усунено недолік катодного метода – нестабільність горіння плазми.

Побудований таким чином, що в коло побудовані електричні магніти (1) а всередині кола горить плазма 2.

Термовакуумний метод використовують у виробництві приватних схем.

Група хімічних методів осадження плівок.

1 – подача газу носія

2 – очистка газу

3 – система подачі робочого газу – постачальник матеріалу майбутньої плівки

4 – подача реактивного газу, домішки

5 – реактивна камера, спеціальне кварцове скло

6 – нагрівач

7 – контейнер підкладок

8 – підкладки

9 – компоненти робочого газу 3

10 – відпрацьовані гази

11 – вихід відпрацьованих газів

12 – відкачка повітря

n – Si/Si – p плівка

Під дією температури робочий газ розкладається на 2 складові Si і Cl_4.

Атоми кремнію конденсуються на поверхні підкладок 8. Це складова 9. Газова фаза 10 виходять з установки. Таким чином при малій температурі ми здобули плівку кремнію. Через систему 4 подаються чи реактивні гази, чи газова фаза домішки. Одна з переваг - це мала робоча температура процесу . У катодному ы електронному – це мала робоча температура. Так хімічний метод дозволяє створювати плівки тугоплавких металів.

Наприклад вольфрам і молібден.

Переваги: малі робочі температури, простота установки, висока швидкість осадження плівки – це одиниці мікрометрів за хвилину.

Недолік - токсичність газів.