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

Светодиоды, их основные параметры и характеристики
Светодиоды, или светоизлучающие диоды (СИД, в английском варианте LED - light emitting diode) - полупроводниковый прибор, излучающий некогерентный свет при пропускании через него электрического тока (рисунок 1). Работа основана на физическом явлении возникновения светового излучения ...