Анализ факторов, влияющих на скорость распыления неохлаждаемой мишени
Панфилов Ю.В., Ван Ифань
Ключевые слова: МАГНЕТРОННОЕ РАСПЫЛЕНИЕ, НЕОХЛАЖДАЕМАЯ МИШЕНЬ, ПОРОГОВАЯ ЭНЕРГИЯ
Аннотация
Актуальность темы обоснована необходимостью повышения скорости осаждения пленок толщиной 50 мкм и более, а также с противоречивыми суждениями о причинах увеличения скорости осаждения при магнетронном распылении неохлаждаемой мишени. Анализ литературы показывает, что многие считают основной причиной увеличения скорости осаждения сублимацию материала мишени при повышении её температуры. Есть также публикации, в которых показано, что вклад сублимации в повышение скорости осаждения пленки существенен далеко не для всех материалов.Теоретическая часть статьи связана с расчётом температуры мишени при ионной бомбардировке, при которой начинается лавинообразное распыление материала за счет превышения энергии столкновения ионов аргона и атомов материала мишени пороговой энергии распыления, т.е. энергии сублимации. Расчет показал, что один ион аргона с энергией 1 кэВ, бомбардирующий мишень хрома, нагретую до температуры 1242 К, может привести к разрыву межатомных связей почти у 2000 атомов хрома.
Однако, в реальной модели распыления неохлаждаемой мишени необходимо учитывать, во-первых, эффект парных соударений, описывающий разрыв межатомных связей не только ионами аргона, но выбитыми в результате столкновения атомами материала мишени; во-вторых, потерю энергии иона по глубине его проникновения в поверхность мишени с учетом упругого или неупругого обмена энергией с атомами мишени, зависящего от плотности «упаковки» атомов мишени, атомного номера и молекулярной массы иона и атома материала; в-третьих, от глубины проникновения иона аргона в материал мишени при соответствующей энергии иона.
Методика экспериментального подтверждения разработанной модели включает в себя варьирование энергией ионов за счет изменения напряжения на мишени и давления аргона, контроль температуры мишени и скорости осаждения пленки.
Factors influence on deposition rate of uncooling target analysis
Panfilov U.V., Wang Yifan
Keywords: MAGNETRON SPUTTERING, UNCOOLING TARGET, SUBLIMATION ENERGY
