зростання плівки. На початковому етапі випаровування щоб уникнути забруднення плівки за рахунок домішок, адсорбованих поверхнею испаряемого речовини, а також для виведення випарника на робочу температуру використовується заслінка 4, тимчасово перекриває потік речовини на підкладку. Залежно від функціонального призначення плівки в процесі осадження контролюється час напилення, товщина, електричне опору або який-небудь інший параметр. По досягненні заданого значення параметра заслінка знову перекриває потік речовини, і процес росту плівки припиняється. Нагрівання підкладки за допомогою нагрівача 3 перед напиленням сприяє десорбції адсорбованих на її поверхні атомів, а в процесі осадження створює умови для поліпшення структури зростаючої плівки. Безперервно працююча система відкачування підтримує вакуум порядку 10-4 Па.
Розігрів испаряемого речовини до температур, при яких воно інтенсивно випаровується, здійснюють електронним або лазерним променем, СВЧ-випромінюванням, за допомогою резистивних підігрівачів (шляхом безпосереднього пропускання електричного струму через зразок з потрібного речовини або теплопередачею від нагрітої спіралі). В цілому метод відрізняється великою різноманітністю, як за способами розігріву испаряемого речовини, так і по конструкціях випарників.
Якщо потрібно отримати плівку з багатокомпонентного речовини, то використовують кілька випарників. Оскільки швидкості випаровування у різних компонентів різні, то забезпечити відтворюваність хімічного складу одержуваних багатокомпонентних плівок досить складно. Тому метод термовакуумного напилення використовують в основному для чистих металів [2-4].
Весь процес термовакуумного напилення можна розбити на три стадії: випаровування атомів речовини, перенесення їх до підкладки і конденсація [1]. Випаровування речовини з поверхні має місце, взагалі кажучи, при будь-якій температурі, відмінної від абсолютного нуля. Якщо припустити, що процес випаровування молекул (атомів) речовини протікає в камері, стінки якої досить сильно нагріті і не конденсують пар (відображають молекули), то процес випаровування стає рівноважним, тобто число молекул, що залишають поверхню речовини, дорівнює числу молекул, що повертаються в речовину. Тиск пари, відповідне рівноважного стану системи, називається тиском насиченої пари, або його пружністю.
Практика показує, що процес осадження плівок на підкладку відбувається з прийнятною для виробництва швидкістю, якщо тиск насиченої пари приблизно дорівнює 1,3 Па. Температура речовини, при якій рн=1,3 Па (рн - тиск насиченої пари при температурі випаровування), називають умовною температурою Туслей .. Для деяких речовин умовна температура вище температури плавлення Тпл, для деяких - нижче. Якщо Туслей lt; Тпл, то цю речовину можна інтенсивно випаровувати з твердої фази (сублімацією). В іншому випадку випаровування здійснюють з рідкої фази. Залежності тиску насиченої пари від температури для всіх речовин, що використовуються для напилення тонких плівок, представлені в різних довідниках у формі докладних таблиць або графіків.
Друга стадія процесу напилення тонких плівок - перенесення молекул речовини від випарника до підкладки. Якщо забезпечити прямолінійний і спрямований рух молекул до підкладки, то можна отримати високий коефіцієнт використання матеріалу, що особливо важливо при осадженні дорогих матеріалів. За інших рівних умов це підвищує також і швидкість росту плівки на підкладці.
У міру випаровування речовини інтенсивність потоку і діаграма спрямованості для більшості типів випарників поступово змінюються. У цих умовах послідовна обробка нерухомих підкладок призводить до розкиду в значеннях параметрів плівки в межах партії, обробленої за один вакуумний цикл. Для підвищення відтворюваності підкладки встановлюються на обертовий диск-карусель. При обертанні каруселі підкладки почергово і багаторазово проходять над випарником, за рахунок чого нівелюються умови осадження для кожної підкладки і усувається вплив тимчасової нестабільності випарника. Третьою стадією процесу напилення тонких плівок є стадія конденсації атомів і молекул речовини на поверхні підкладки. Цю стадію умовно можна розбити на два етапи: початковий етап - від моменту адсорбції першого атомів (молекул) на підкладку до моменту утворення суцільного покриття, і завершальний етап, на якому відбувається гомогенний зростання плівки до заданої товщини.
.2 Іонно-плазмові методи
Іонно-плазмові методи набули широкого поширення в технології електронних засобів завдяки своїй універсальності і ряду переваг у порівнянні з іншими технологічними методами. Універсальність визначається тим, що з їх допомогою можна здійснювати різні технологічні операції: формувати тонкі плівки на поверхні підкладки, труїти поверхню підкладки з метою створення на ній заданого малюнка інтегральної мікросхеми, здійснювати очищення поверхні. До переваги іонно-плазмових методів ві...
