Магнетронное распыление

Осаждение Аl и его сплавов с высокой скоростью стало воз­можно после того, как был разработан процесс магнетронного распыления. Это связано с большой плотностью тока на поверхности мишени магнетрона во время процесса распыле­ния. За счет приложения магнитного поля формируемые мето­дом распыления приборы обладают низким импедансом. Су­ществуют два варианта магнетронного распыления, которые могут быть реализованы в высокопроизводительных установках для осаждения пленок.

Рис. 10. Поперечное сечение конического магнетрона.

Магнитное поле В обеспечивается постоянными магнитами и перпендикулярно направ­лению электрического поля Е около катода. К аноду обычно прикладывают положитель­ное смещение (20—40 В) относительно земли.

В первом варианте (рис. 10) использован конический маг­нетрон или S-пушка). Особенностью этого варианта является использование системы концентрического анода и катода с кру­говой симметрией. В коническом магнетроне поток распыляемо­го вещества меньше определяемого в соответствии с косинус­ным распределением, поэтому для одновременного покрытия большого числа подложек может быть использована планетар­ная система, подобная применяемой с источниками испарения.

В литературе на английском языке термин «S-пушка» обозначает рас­пыляющую пушку (sputter gun).

На рис. 11. показан другой источник — планарный магнет­рон. Он может иметь изменяемую длину, так что пленкой мож­но покрывать большие площади подложки. Обычно пластины помещают на плоскости перед магнетроном. Магнетрон также может быть установлен в системах, снабженных планетарным держателем подложек.

Рис. 11. Поперечное сечение планарного магнетрона.

Можно применять постоянные магниты или электромагниты. Анод расположен отдельно, обычно поблизости, на него подается положительное смещение.

Напряжение магнетронных источников обоих типов значи­тельно меньше или равно напряжению электронно-лучевого ис­точника, поэтому магнетрон генерирует меньшее проникающее излучение. Скорость роста пленок зависит от расстояния между источником и подложкой и может достигать 1 мкм/мин при осаждении А1 и его сплавов.

Дата добавления: 2015-08-05