Ионно-плазменное напыление.
Схема этого метода показана на рисунке 3.7в. Главная его особенность по сравнению с методом катодного напыления состоит в том, что в промежутке между электродом 8 - мишенью(с нанесенным на нее напыляемым материалом) и подложкой 4 действует независимый, «дежурный» газовый разряд. Разряд имеет место между электродами 6 и 7, причем тип разряда - несамостоятельный дуговой. Для этого типа разряда характерны: наличие специального источника электронов в виде накаливаемого катода 6,низкие рабочие напряжения (десятки вольт) и большая плотность электронно-ионной плазмы. Подколпачное пространство, как и при катодном напылении, запол- нено нейтральным газом, но при более низком давлении (10-3 - 10-4 мм рт. ст.).
Процесс напыления состоит в следующем. На мишень относительно плазмы (практически - относительно заземленного анода 7)подается отрицательный потенциал (2-3 кВ), достаточный для возникновения аномаль- ного тлеющего разряда и интенсивной бомбардировки мишени положитель- ными ионами плазмы. Выбиваемые атомы мишени попадают на подложку и осаждаются на ней. Таким образом, принципиальных различий между процес- сами катодного и ионно-плазменного напыления нет. Различаются лишь конс- трукции установок: их называют соответственно двух- и трех - электродными.
Начало и конец процесса напыления определяются подачей и отключе- нием напряжения на мишени. Если предусмотреть механическую заслонку (см. рис. 3.7а), то ее наличие позволяет реализовать важную дополнительную возможность: если до начала напыления закрыть заслонку и подать отрицательный потенциал на мишень, то будет иметь место ионная очистка мишени. Такая очистка полезна для повышения качества напыляемой пленки. Аналогичную очистку можно проводить на подложке, подавая на нее (до напыления пленки) также отрицательный потенциал.
При напылении диэлектрических пленок возникает затруднение, связанное с накоплением на мишени положительного заряда, препятствующего дальнейшей ионной бомбардировке. Это затруднение преодолевается путем использования так называемого высокочастотногоионо-плазменного напыления. В этом случае на мишень наряду с постоянным отрицательным напряжением подается переменное напряжение высокой частоты (около 15 МГц) с амплитудой, несколько превышающей постоянное напряжение. Тогда во время большей части периода результирующее напряжение отрицательно; при этом происходит обычный процесс распыления мишени и на ней накапливается положительный заряд. Однако во время небольшой части периода результирующее напряжение положительно; при этом мишень бомбардируется электронами из плазмы, т. е. распыления не происходит, но зато компенсируется накопленный положительный заряд.
Вариант реактивного (химического) ионно-плазменного напыления открывает те же возможности получения окислов, нитридов и других соединений, что и реактивное катодное напыление (см. предыдущий раздел).
Преимущества собственно ионно-плазменного метода по сравнению с катодным состоят в большей скорости напыления и большей гибкости процесса (возможность ионной очистки, возможность отключения рабочей цепи без прерывания разряда и др.). Кроме того, на качестве пленок сказывается более высокий вакуум.
Существуют другие методы нанесения пленок, например, анодирование и электрохимическое осаждение [4,5].
Дата добавления: 2015-04-21; просмотров: 1459;