Отличительной особенностью магнетрона является наличие дополнительного источника электронов, расположенного за плоскостью распыляемой мишени для ассистирования магнетронного разряда в области предельно низких значений рабочего давления, увеличения степени ионного воздействия на растущую пленку, а также расширения диапазона рабочих параметров планарного магнетрона.
Назначение
Осаждение покрытий, в том числе в области предельно низкого рабочего давления (до 0.04 Па), с целью улучшения их свойств (увеличения адгезии и степени кристалличности, уменьшения шероховатости поверхности и др.).
Виды покрытий: металлические покрытия, нитридные покрытия: TiN, TiAlN, CrAlN и др., многослойные покрытия.
Снижение рабочего давления в процессе осаждения обеспечивает:
- Поддержание магнетронного разряда в области низкого давления при высоком напряжении горения, обеспечивая высокую энергию ионов.
- Увеличение ионного потока на подложку.
- Устранение задержки зажигания магнетронного разряда в импульсной форме.
- Снижение шероховатости поверхности пленки.
- Увеличение степени кристалличности и уменьшение размера зерна кристаллитов.
- Диффузионную форму магнетронного разряда в области зоны распыления (рейстрека) и увеличение коэффициента использования материала мишени.
- Увеличение эффективности транспортировки распыленных атомов до подложки.
Режим стандартного планарного магнетрона для работы в типичном диапазоне рабочего давления (>1мТорр)
Режим генерации газовой плазмы (обеспечивается низким напряжением магнетрона при дополнительной аксиальной инжекции электронов)
* - без отражательного электрода
Режим магнетронного распыления в области низкого рабочего давления (<1мТорр)
* - c отражательным электродом
Инжекция дополнительных высокоэнергетичных электронов обеспечивает стабильный режим функционирования сильноточной формы магнетронного разряда в области предельно низкого рабочего давления (вплоть до 0.03 Па). Использование конического отражателя на пути инжектированных электронов увеличивает эффективность инжекции, в т.ч. в области предельно низкого рабочего давления, где самостоятельная форма магнетронного разряда не реализуется.
Параметры
| Толщина катода | до 10 мм |
| Магнитная система | постоянные магниты |
| Магнитное поле на поверхности катода | 1000 Гс |
| Тип охлаждения | прямое/косвенное |
| Коэффициент нспользовання катода | до 30% |
| Рабочие газы | Ar, О2, N2 и т.д. |
| Рабочее давление | 0.04-0 5 Па |
| Мощность распыления | 2,5 кВт |
| Плотность ионного тока на подложку | 0,01-0,5 мА/см2 |
Контактная информация
Институт сильноточной электроники СО РАН, (ИСЭ СО РАН)
634055, г. Томск, пр. Академический 2/3
Старший научный сотрудник
Шандриков Максим Валентинович
shandrikov@opee.hcei.tsc.ru
+8 3822 491776
