дять на катод при виході з нього одного?-Електронна. Цей коефіцієнт характеризує процеси іонізації газу в обсязі розряду і приходу іонів на катод.
Вторинна іон-електронна емісія має дві складові - потенційну і кінетичну емісії, названі відповідно до механізму виходу електронів з твердого тіла. Перший вид емісії відбувається під дією поля іонів, що підійшли до поверхні тіла, і не залежить від енергії іонів. Кінетична емісія обумовлена ??передачею іонами частини своєї кінетичної енергії електронам; ця складова?-еміссіі пропорційна? i, в кіловольтовом діапазоні енергій іонів.
На рис. 1.3 наведені залежності коефіцієнта у від енергії іонів Чи не + і Аr +, бомбардують молибденовую мішень.
Як видно, при? i в діапазоні сотень електронвольт, відповідних магнетрон розряду,?- Емісія практично не залежить від енергії іонів, тобто є потенційною, а для іонів аргону величина? ~ 0,1.
На?-еміссію впливають різні фактори: рід іонів (див. рис. 1.3), хімічний склад поверхні мішені (наявність окисних плівок, діелектричних включень та інших забруднень) і геометрія її поверхні. Під час газового розряду в реальних технологічних пристроях, особливо, в реакційній середовищі, коефіцієнт вторинної емісії безперервно змінюється, тому літературні дані про величину? можуть використовуватися тільки як орієнтовні.
Треба відзначити, що не тільки іони викликають вторинну емісію мішені. Вона також відбувається під впливом збуджених метастабільних частинок і фотонів з розрядної плазми і внаслідок бомбардування високоенергетичними нейтральними частинками. Однак, потенційна?-еміссія грає найбільшу роль. [2]
Іони, бомбардирующие поверхню мішені, беруть участь і в інших процесах крім вищеназваних: вони нагрівають тіло мішені, частиною проникають (імплантуються) в нього або адсорбуються поверхнею, частиною розсіюються назад.
Нагрівання мішені: основна частка первинної потужності бомбардують іонів (~ 80%) виділяється у вигляді тепла, тому мішені розпилювальних пристроїв вимагають примусового охолодження. Потужність, що витрачається безпосередньо на розпорошення матеріалу мішені, не перевищує 5%, а витрата решті частини потужності пов'язаний з впровадженням іонів в тіло мішені, її радіаційними ушкодженнями, зворотним розсіюванням іонів, вторинної електронної емісією і електромагнітним випромінюванням. Таким чином, енергетичний ККД розпилювальних пристроїв не високий і становить лише кілька відсотків.
Імплантація іонів в мішень і їх адсорбція: оскільки енергія іонів в магнетронном розряді не перевищує 1 кеВ, іони впроваджуються тільки в тонкий приповерхневих шар, потім вони, а також адсорбовані іони, звільняються в нейтралізованому стані (у вигляді атомів) в процесі подальшого іонного розпилення і десорбируются. [7]
1.4 Зворотне розсіювання (віддзеркалення) іонів
Зворотне розсіювання (віддзеркалення) іонів: частина іонів при ударі об поверхню мішені розсіюється назад у вигляді нейтральних атомів робочого газу. Частка ж назад розсіяних іонів, які зберегли свій заряд, становить малу величину (~ 10-3), тому їх можна не брати до уваги. Коефіцієнт відображення залежить від енергії первинних іонів, роду іонів і матеріалу мішені. Для іонів аргону в умовах магнетронного розряду його величина може досягати 20%, а в середньому вона порядку декількох відсотків. При нормальному падінні іонів назад розсіяні атоми розподіляються по кутах вильоту за законом косинуса, а спектр їх енергій простягається від нуля до енергії первинних іонів? i. Середня енергія відбитих частинок досягає 100 еВ. Зворотно розсіяні атоми летять у бік підкладки і можуть передавати їй значну енергію. Так, при осадженні алюмінію зі швидкістю 0,6 мкм/хв за допомогою магнетронного розряду в середовищі аргону щільності потужностей, переданих підкладці, становить:
за рахунок конденсації атомів Al близько 1,7 Дж/(хв * см2),
за рахунок кінетичної енергії розпорошених атомів Al приблизно 4,4 Дж/(хв * см2),
за рахунок кінетичної енергії назад розсіяних атомів Аr - близько 1,5 Дж/(хв * см2). [3]
1.5 Особливості іонного розпилення у присутності реакційного газу
Розпилення у присутності реакційного газу (кисню, азоту та ін.) застосовується для нанесення плівок оксидів, нітридів та інших сполук газоподібних хімічних елементів з металами і напівпровідниками. Подібний процес називають реакційним розпиленням. Він необхідний внаслідок того, що через дисоціації розпилюються з'єднань практично неможливо отримати плівки того ж хімічного складу, як і мішень, якщо в технологічній камері відсутній відповідний газ.
Напуск газу в к...
