Sb96853

Таблица 3.3

Характеристики процесса переноса частиц при осаждении пленок BSTO

На стадии Е диффузионного распространения потока распыленных частиц определяется функция рассеяния и плотность каждого парциального потока в соответствии с (2.12). Рассчитанное значение функции рассеяния f(x, p, T) для каждого компонента и технологического режима подставляется в табл. 3.3. Плотность потока компонентов в плоскости подложки d со-

ставляет 1019…1021 м2 · с1.

Поток катионных атомов, распыленных из мишени, и поток атомов кислорода, поступающий из газовой среды, осаждаются на подложку на стадии F процесса осаждения. Поток катионных атомов частично захватывается поверхностью подложки; остальные десорбируют и осаждаются на другие поверхности. Конденсация атомов характеризуется интегральным коэффициентом захвата (S), используемым в (2.14). Для конденсации интерметаллических и оксидных соединений при температуре 500...800 С интегральный коэффициент S составляет 10–1…5 10–3.

На рис. 3.1 представлено сравнение расчетных и экспериментальных зависимостей скорости осаждения пленок BSTO на подложки поликора (поликристаллического корунда) от комплексного технологического фактора – произведения давления рабочего газа на расстояние «мишень–подложка»: 1 – j0 = 9 мА/см2; р = 10 Па; 2 – j0 = 6 мА/см2; р = 30 Па. Расчетная зависимость

для режима 2 получена при температуре 700 °С и интегральном коэффициенте конденсации S = 3 102.

Экспериментальные зависимости включают результаты, полученные при широкой вариации факторов р и d, но неизменных плотности тока разряда и температуре подложки. Для определения S необходимо решать обратную задачу. Рассчитав плотность потока атомов в плоскости подложки и

31

4. СВЕДЕНИЯ ДЛЯ ВЫПОЛНЕНИЯ РАСЧЕТНЫХ ЗАДАНИЙ

Расчетные задания группируются по следующим разделам:

–тормозные способности и коэффициенты распыления элементарных и составных мишеней;

–параметры квазинейтральности газоразрядной плазмы;

–параметры процесса переноса распыленных атомов и выбор расстоя-

ния «мишень подложка» при осаждении пленок методом ИПР;

– скорость осаждения пленок простых и композитных материалов.

Для выполнения заданий необходимо использовать справочные материалы (например, таблицы [14]). В табл. 4.1 содержатся физические характеристики некоторых элементов, необходимые для расчета. В таблице приняты следующие обозначения для структуры кристаллической решетки элементов при комнатной температуре: ГЦК – гранецентрированная кубическая; ОЦК – объемноцентрированная кубическая; алмаз – кубическая структура алмаза; гекс. – гексагональная с плотной упаковкой. Приведенные значения коэффициента распыления получены на основании экспериментальных исследований по распылению элементарных мишеней ионными пучками аргона с энергией 600 эВ.

Таблица 4.1

33

34

Список литературы

1.Вендик О. Г., Горин Ю. Н., Попов В. Ф. Корпускулярно-фотонная технология. М.: Высш. шк., 1984. 239 с.

2.Nastasi M. Ion-solid interactions fundamentals and applications. Cambridge: University press, 1996. 560 p.

3.French A. P. Newtonian Mechanics. New York: W. W. Norton & Company, 1971. 735 p.

4.Nastasi M. Ion stopping. Cambridge: University press, 1996. 35 p.

5.Komarov F. F. Energy loss and ion ranges in solids. New York: Gordon and Breach science publishers, 1981. 247 p.

6.Аксенов А. И. Процессы лазерной и электронно-ионной технологии: учеб. пособие. Томск: Изд-во Томского гос. ун-та систем управления и радиоэлектроники, 2007. 110 с.

7.Попов В. Ф. Процессы и установки электронно-ионной технологии.

М.: Высш. шк., 1988. 254 с.

8.Рогов А. В. Факторы, определяющие эффективность магнетронного распыления // Журн. техн. физики. 2015. Т. 85, вып. 2. С. 126–134.

9.Климов А. Н. Ядерная физика и ядерные реакторы. М.: Энергоатомиз-

дат, 1985. 352 с.

10.Евсюков А. Н. Стеценко Б. В. К теории синтеза стехиометрических пленок бинарных соединений реактивным напылением в магнетроне // Журн.

техн. физики. 2007. Т. 77, вып. 6. С. 99–102.

11.Технология тонких пленок: справ. / под ред. Л. Майссела, Р. Глэнга; пер. с англ. Т. 1–2. М.: Сов. радио, 1977.

12.Steinbrüchel Ch. A simple formula for low-energy sputtering yields // Applied Physics A. 1985. Vol. 36, iss. 1. Р. 37–42.

13.Распыление твердых тел ионной бомбардировкой. Вып. 2: Распыление сплавов, соединений, распыление под действием электронов и нейтронов, рельеф поверхности. (Проблемы прикладной физики) / под ред. Р. Бе-

риш. М.: Мир, 1986. 488 с.

14.Свойства неорганических соединений: справ. / А. И. Ефимов, Л. П. Белорукова, И. В. Василькова, В. П. Чечев. Л.: Химия, 1983. 392 с.

35

36