SU1708919A1 - Способ вакуумного нанесени тонких пленок - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к нанесению покрытий дл  целей электроники. Цель изобретени  -сохранение плотности пленок при уменьшении их толщины. Тонкие покрыти  плотной структуры получены ионным распылением мишени при использовании пучка ионов атомной массы М^^12, с длительностью пучка ^10'^с и плотностью мощности, обеспечивающей высокоскоростное ос.аж- дение плотной плазмы на подложку. Значение плотности рассчитывают из математического выражени , .проводи- , мого в формуле изобретени . 1 табл.

Description

Изобретение относитс  к электрофизическим методам нанесени  пленочных покрытий дл  целей электроники, элекротехники , машиностроени  и других отраслей, где необходимо применение тонких гГленок, и может быть исполы зовано дл  получени  многослойных тонкопленочных структур.

цель изобретени  - сохранение плотностипленок при уменьшении их толщины.

Указанна  цель достигаетс  тем, что в способе получени  пленочных; покрытий, включающем распыление мишени из наносимого покрыти  мощным пучком ионов, распыление мишени

провод т пучком ионов т желой массы (.12), длите 1ьность импульса тока ионов , плотностью мощности:

р;.1йУиса.-Ь Вт/смг

удельна  плотность материала мишени, скрыта  удельна  теплота испарени  материала мишени , Дж/г;длина пробега ионов пучка

Claims (1)

1. в материале мишени, см; длительность импульса, с. массовое число химических ионного пучка. 1 Этим способом на подложке формиру ют с высокой скоростью напылени  плотные тонкие пленки равномерной толщины из различных материалов. Мишень распыл ют мощным пучком т желых ионов сечением, равным или большим размерам формируемой пленки. Получе« ние плотных тонких пленок производит с  путем высокоскоростных осаждений высокоплотной плазмы, образующейс  при распылении мишени ионным потоком и достигаетс  по сравнению с легкими ионами высокой удельной плотностью энерговклада пучка в мишень,например при той же плотности мощности ионного пучка.За сиет меньшей толи.ины испаренн го сло  мишени еозможно получение боле тонких пленок. При этом подложку можно размещать на небольшом рассто нии от мишени, что в свою очередь сокращает врем  осаждени и увеличивает скорость осаждени  пленки. Нижний предел плотности мо11(ности пучка определ етс  как необходимый дл  испарени мишени на глубину пробега ионов, ниж которого снижаетс  эффективность пла мообразовани , и соответственйо качество пленок.Дл  того, чтобы уменьшить потери энергии за счет теплопроводности необходимо , чтобы длина пробега ионов 1о,была больше или сравнима с рассто  нием, на которое распростран етс  теплова  волна за врем  действи  импульса t, ТИК как: 1о (oL-t J) 6/ - коэффициент температуропроводности , втсюда вытекает необходима  длитель (ность импульса t t (Olt; Дл  различных материалов мишени наи более оптимальна длительность импульс с точки зрени  м аксимального коэффициента использовани  энергии пучка, определенна  из соотношени  О а), ме нее . 9 Пример. Дл  распылени  использовали мишени из кадми .и меди. .В таблице приведены рассчитанные по формуле значени  плотности мощности Р, необходимой дл  испарени  мишени из этих материалов на глубину IQ, сответствующей плотности тока I и лительности импульсов тока . В экспериментах использовали сильоточный технологический ускоритель. араметры пучка ионов углерода: энери  300 кэВ, плотность тока 150 А/см лительность 1импульса 5 не. Напылейе проводили в камере с давлением 0 мм рт.ст. Рассто ние между подожкой и мишенью составл ло 20 мм. Способ вакуумного напылени  тонких пленок по сн етс  таблицей. Способ позвол ет осуществить сверхвзстрое осаждение распыленного материала на подложку с получением плотной тонкой пленки. Эффективна  скорость напылени  составл ет (0.5-3)1О А/с, врем  охлаждени  , что позвол ет осаждать сплошные пленки малых тощин (100 Д,) сплошность которых обеспечиваетс , главным образом, за счет сверхбыстрого осаждени . Формула изобретени  Способ вакуумного нанесени  тонких пленок, включающий распыление мишени из наносимого материала ионным пум- , ком и бсаждение материала на подЛожку , отличающийс  тем, что, с целью сохранеь и  плотности П еНок ,при уменьшении .их толщины, распыление выполн ют ионным пучком химических элементов с массовым числом М 25-1 2, с длительностью пучка 10 1П с и плотностью Мощности пучка , выбираемой из выражени : (p-UHMtnlo):tu, Вт/см2 - удельна  плотность материала , г/смз; &Hucn- удельна  теплота испарени  материала мишени, Дж/г; 1о - длина пробела ионов пучка в материале мишени см; ty - длительность импульса, с. .CdИоны С 0,3 . 0,59 0,9107 0,60,90 Ь.Ш 1,0 1,211,910 Ионы А1 0,6 0,578,8-10 1.0 С.ЗЗ1,31ПТ Ионы Fe 1,0 О,,71П Си Ионы С ., 4,3 Р,«113,5-10

   0,,5-П

   .0,88,5-И

   А1

   0,393.310.

   55 9

   0,57,910

   Fe

   0,,91{|

   29 30 А1, кер 117 LiF,

   92 75 Плотность Резерфорпленки ,довское близка  кобратное исходномурассе ние : материалу ЗеркальноРастрова  . гладка электрон поверх-на  микро-v Сплошна  Просвечивавмонокрис- ца  электронг талличес- на  иикрокой струк- сколи  туры