очищення мішені залежить від її чистоти і розпорошується матеріалу. Чим хімічно активніше розпорошується матеріал і вище парціальний тиск реактивних газів у вакуумній камері, тим довше час очищення мішені.
Швидкості розпилення матеріалів
Процес іонного розпилення матеріалів кількісно характеризується коефіцієнтом розпилення, який визначається як число атомів, що вибиваються з матеріалу мішені одним іоном. Значення цього коефіцієнта залежить від безлічі факторів: енергії, маси і атомного номера бомбардують іонів, маси і атомного номера розпилюються атомів, кута падіння іонів, температури поверхні, якості її обробки та ін В даний час найбільш повна і закінчена теорія іонного розпилення аморфних і полікристалічних матеріалів розроблена Зигмундом [8]. Їм отримані формули для визначення енергетичної ефективності процесу, розрахунку коефіцієнта розпилення в залежності від енергії іонів, які застосовні при будь-яких енергіях іонів, причому розрахункові дані добре узгоджуються з експериментальними.
Експериментально встановлено, що істотний вплив на коефіцієнт розпилення чинить тиск робочого газу (він починає зменшуватися, коли тиск перевищить деяке граничне значення, залежне від маси і енергії атомів і іонів), а також геометрії розпилювальної системи (у основному відстані від мішені до площини конденсації). Це пояснюється збільшенням імовірності повернення розпорошених атомів на мішень при збільшень тиску внаслідок процесів зворотної дифузії і зворотного розсіювання (отраже?? Ія).
Зворотне розсіяння являє собою повернення розпорошених атомів на мішень у результаті розсіювання на атомах робочого газу. Цей процес відбувається на відстанях, що не перевищують довжину вільного пробігу розпорошених атомів і характеризується розходженням кінетичних енергій і мас соударяющихся частинок. Якщо маса атомів розпорошується матеріалу більше маси атомів робочого газу, то основним процесом повернення розпорошених атомів на мішень є зворотна дифузія.
Нижче наведено розраховані для деяких матеріалів значення середньої довжини спрямованого пробігу атомів, розпорошених іонами аргону з енергією 600 еВ [7]:
Таблиця 3 - Середня довжина спрямованого пробігу атомів різних матеріалів
Розпорошується матеріалTiСuNiFeMoАuТаWPtL a,? 10 - 2, Па? м 1,412,132,332,54 3,58 5,55 5,80 5,95 6,07
Швидкість осадження і рівномірність товщини плівки
Швидкість осадження в заданій точці підкладки залежить не тільки від емісійних характеристик джерела, а й від кута розпилення, кута конденсації і відстані між точками розпилення і конденсації. При виведенні формули для розрахунку рівномірності товщини плівки зазвичай робляться такі припущення:
розподіл розпорошених атомів у просторі підпорядковується косинусному закону;
атоми розпорошується матеріалу незначно розсіюються в результаті зіткнень з атомами газу;
розпорошений атом осідає в місці зіткнення з підкладкою
Для забезпечення умов рівномірного осадження плівки існують два шляхи. Перший, найбільш широко використовується при методах термічного випаровування матеріалів, передбачає переміщення підкладки по складній траєкторії щодо джерела (планетарні внутрішньокамерна пристрою). Другий...
