Магнетронная распылительная система. изучение конструкции и принципа действия

Рисунок 3.1 - Конфигурация магнитного поля

Однако наряду с положительным эффектом подобная конфигурация магнитного поля в такой системе может уменьшить время нахождения определенной части электронов в разрядной области и, соответственно, уменьшить вероятность ионизационных столкновений. Таким образом, одной из задач, которые необходимо решать в процессе проектирования интегрированной магнетронной распылительной системы является получение наилучшей конфигурации магнитного поля, при которой баланс этих процессов носит положительный характер.

Полученные условия хорошо согласуются с модельным описанием процесса ионообразования в МРС и послужили основой к проектированию высоковакуумных МРС.

Для проектирования высоковакуумных магнетронных распылительных систем необходима разработка интегрированной МРС с индукцией магнитного поля у поверхности мишени порядка не менее 0,07 Тл.

При проектировании высоковакуумных магнетронных распылительных систем необходимо принимать во внимание и другие факторы:

величину охлаждения магнитной системы и мишени для достижения условия непрерывной работы в течение длительного периода времени при подведении максимальной планируемой мощности;

равномерность условий создания разряда в скрещенных E ^ H полях вдоль все го замкнутого контура рабочей зоны;

обеспечение необходимого давления в зоне распыления за счет дифференцированной подачи газа в квазизамкнутый объем разрядной камеры. На рисунке 3.2 представлено схематическое изображение ионно-лучевого источника, который будет базой для создания интегрированной магнетронной распылительной системы.

Рисунок 3.2 - Конструкция исходного ионно-лучевого источника на основе ускорителей с анодным слоем

Изучаемая конструкция интегрированного распылительного оборудования предназначена для монтажа на экспериментальную установку, изготовленную на основе базового вакуумного поста ВУ - 2 МП. Вакуумная установка имеет камеру, оборудованную четырьмя фланцами. Фланцы размещены попарно, одна пара на верхней крышке камеры, а вторая пара на противоположных стенках камеры напротив друг друга. На этих фланцах крепятся распылительные системы. Питание электромагнитов систем осуществляется от двух стабилизированных (для каждого в отдельности) источников постоянного тока ТЕС - 5010. Для питания ионно-лучевого источника применяется высоковольтный блок питания с максимальным выходным напряжением 6.0 КВ и максимальным выходным током 0.5 А. Максимальное выходное напряжение блока питания магнетрона - 1000 В и ток до 5 А. Блок питания магнетрона содержит дугогасящий элемент для подавления дуг, возникающих в процессе работы, и для облегчения режима работы самого блока питания.

Перед процессом распыления камера вакуумной установки откачивалась до остаточного давления 10-3 Па. Рабочий газ (Ar), необходимый для работы интегрированных магнетронной распылительной системы и ионного источника, подавался непосредственно в ионный источник при общем давлении в камере 2´10-2¸6´10-2 Па. Подложки располагались на вращающейся карусели.

Конструкция интегрированной распылительной системы, позволяет объединить в одном устройстве достоинства двух типов распылительных систем: ионно-лучевой и магнетронной. Общий вид конструкции интегрированной магнетронной распылительной системы представлена на рисунке 3.3, на рисунке 3.4 показано ее устройство.

лучевой ионный плазменный магнетронный

Рисунок 3.3 - Общий вид конструкции интегрированной магнетронной распылительной системы

Рисунок 3.4 - Конструкция интегрированной магнетронной распылительной системы

Мишень 1 крепится прижимом 2 с винтами к мишенедержателю 3, в конструкции которого предусмотрена полость для циркуляции жидкости (система охлаждения). В качестве охлаждающей жидкости будем использовать воду. Ее подача и удаление буде производиться при помощи системы трубок. Герметичность системы охлаждения будет обеспечиваться при помощи прокладок и резьбовых соединений. В качестве бокового магнитопровода используется основание ионного источника 6. Центральный магнитопровод 4 изолирован от мишенедержателя трубками и угловыми изоляторами из фторопласта. Напряжение на обмотку центрального соленоида 5 поступает через токовводы 10, изолированные от основания. В местах крепления магнетрона к основанию установлены изоляторы. Основными элементами ионного источника являются соленоид 7, анод 8 и магнитопроводы 9.

Статья в тему

Модуляционно-легированные транзисторы MODFET, биполярные транзисторы на гетеропереходах. Резонансный туннельный эффект
Высокая степень интеграции, характерная для современной кремниевой технологии, не может быть достигнута при использовании полупроводниковых соединений AIIIBV, однако эти соединения обеспечивают большее быстродействие, прежде всего, за счет высокой подвижности р носителей и меньши ...