1. Описание напылительной установки

Для напыления многослойных структур, у которых магнитный слой представляет композиционный материал, а прослойка - диэлектрик, лучше всего применять метод ионно-лучевого распыления, который позволяет получать любые композиции. При создании таких композиций необходимо выполнение определенных требований к распыляемой установке, основными из которых являются следующие:

• установка должна содержать как минимум три источника ионно-лучевого распыления, позволяющие распылять как магнитные материалы, так и диэлектрические;

• для получения однородных по толщине слоев и увеличения производительности

• напыление должно осуществляться при вращении подложкодержателя;

• напыление ферромагнитного слоя и диэлектрической прослойки должно проводиться в одном вакуумном цикле.

С учетом вышесказанного была разработана напылительная установка на основе вакуумного напылительного поста УВН-2М. Модернизация выпускаемого промышленностью вакуумного поста позволила разместить в вакуумной камере установки 3 источника ионно-лучевого распыления (рис. 1) (два - для напыления металлических или диэлектрических (при наличии компенсатора) слоев, и один совместно с источником электронов - для очистки подложки). Для подачи высокого напряжения на аноды источников ионно-лучевого распыления используются модернизированные блоки питания типа БП-94. По периметру вакуумной камеры расположен подложкодержатель 2, который закреплен на оси и может совершать вращение со скоростью до 2 об/мин. На подложкодержателе может быть закреплено шесть подложек 8 размером 200 200 мм². При напылении диэлектрических материалов с целью нейтрализации положительного потенциала, возникающего на диэлектрической поверхности, предусмотрено использование компенсатора 7, представляющего собой вольфрамовую проволоку диаметром 0,2 мм, который подключен к отдельному источнику питания.

Рис. 1. Многофункциональная установка ионно-лучевого напыления:

1-вакуумная камера; 2- вращающийся подложкодержатель;

3-водоохлаждаемая мишень; 4- водоохлаждаемая мишень;

5- источник ионно-лучевого распыления; 6- источник ионного травления;

7- компенсатор; 8- подложка

И сточник ионно-лучевого распыления представляет магнитную систему, состоящую из постоянных магнитов 1 (рис.2) и корпуса магнитопровода 2. Магнитная система создает большую напряженность магнитного поля (~ 1 кЭ) в магнитном зазоре 3. К аноду 4 приложено высокое положительное смещение (1-5 кВ). Перпендикулярная конфигурация магнитного и электрического полей в области магнитного зазора 3 приводит к возникновению самостоятельного тлеющего разряда даже при давлении рабочего газа (аргона) порядка 5-10^-4 Торр. Выталкиваемые электрическим полем из плазмы ионы аргона создают

Рис. 2. Источник ионно-лучевого распыления:

1 - постоянный магнит; 2- корпус- магнитопровод; 3- магнитный зазор;

4- анод; 5- магистраль подачи рабочего газа.

поток частиц высокой энергии, который направляется на мишень в источнике распыления или на подложку в источнике ионного травления. Так как данный источник ионов не связан с объектом распыления (мишенью или подложкой), он дает возможность распылять ферромагнитные сплавы, а при наличии компенсатора - и диэлектрические материалы.

Концентрация плазмы в области магнитного зазора позволяет избежать сильного разогрева подложек при напылении даже без использования принудительного охлаждения, что значительно упрощает технологию получения аморфных сплавов. Отсутствие принудительного охлаждения упрощает и механизм перемещения подложек из позиции напыления одного сплава в позицию нанесения другой пленки и позицию ионной очистки. Использование подобного рода источников и их компоновка в вакуумной камере установки УВН-2М позволили получать многослойные пленки ферромагнитных сплавов с диэлектрической прослойкой на вращающуюся подложку, что способствует формированию однородных по толщине слоев.