Характеристики распылительных систем

Система	η, %	U, кВ	jкр, мА/см2	P, Вт/см2	VP, мкм/мин
диодная	0,01-0,1	1-10	0,1-1	0,1-10	10-3-10-1
триодная	0,1-10	0,1-10	0,1-10	0,1-10	10-3-10-1
магнетронная	10-100	0,1-1	1-100	1-100	10-1-1

В таблице: η– степень ионизации аргона;j– плотность иона на мишени;P– плотность мощности на мишени;V_P– скорость распыления мишени.

Контроль толщины тонких пленокосуществляют либо в процессе их получения (когда это возможно), либо после окончания процесса. Во многих случаях необходимо получение пленок заданной толщины: резисторы, диэлектрики конденсаторов и т. д. В этих случаях проводится текущий контроль толщины пленки в процессе получения с помощью резистивного, емкостного метода, метода кварцевого резонатора и т. д. В остальных случаях используют электрические, магнитные, оптические и др. методы, которые используют зависимость соответствующих свойств пленки от ее толщины.

К оптическим методамизмерения толщины относится интерферометрия. С помощью оптического микроинтерферометра можно измерять толщину прозрачных и непрозрачных пленок, нанесенных на полированную поверхность подложки.

Электрическое сопротивлениепроводящих пленок, как правило, измеряют методом амперметра и вольтметра по двухзондовой или четырехзондовой схеме. В качестве контактов используются предварительно нанесенные на подготовку контактные площадки; игольчатые, клеевые контакты и т. д.

В данной работе используются контакты с нижней поверхностью ВТСП пленки (медные пленочные площадки, контактные площадки) и контакты с верхней поверхностью пленки (серебросодержащий клей).

Задания

1). Получите тонкопленочные Y-123 ВТСП элементы на подложках изMgO,Al₂O₃-поликор ,Al₂O₃-керамика.

1.1. Нанесите пасту (порошок Y-123cорганической связкой) на мишень, высушите, поставьте в магнетрон.

1.2. Установите подложки с фольговыми масками в вакуумную установку и, пользуясь инструкцией, получите пленки толщиной 0,05-1 мкм.

2). Определите толщину полученных пленок с помощью микроинтерферометра.

3). С помощью контактного клея соедините пленочный элемент с измерительной схемой (рис. 4.2), установите в деталь и опустите в сосуд Дьюара с жидким азотом.

3.1. Изменяя температуру нагревателя, измерьте падение напряжения на пленочном элементе в температурном диапазоне 77-300 К.

3.2. Рассчитайте удельное сопротивление пленочных элементов и постройте графики ρ(t).

4). Составьте отчет, содержащий результат измерения толщины пленок, графики ρ(t) и оценку полученных данных.

Рис. 4.2. Измерительная схема: 1 – пленка, 2 – подложка, 3 – клеевой контакт, 4 – термопара, 5 – нагреватель, 6 – источник питания, 7 – источник тока, 8 – планшетный двухкоординатный самописец

Контрольные вопросы

1. Охарактеризуйте особенности тонких ВТСП пленок.

2. Назовите основные области применения тонкопленочных ВТСП элементов.

3. Опишите процесс образования тонкой ВТСП пленки на подготовке.

4. Какие методы применяются для контроля толщины пленок?

5. Как влияет подготовка на ВТСП покрытие?

6. Какие подложки могут быть использованы для ВТСП пленок?

7. Объясните характер зависимости ρ(t).

8. Назовите факторы, влияющие на характер процессов электропереноса.