ідувати за швидкозмінних полем, переходячи з одного електрода на інший. Іони, будучи набагато менш рухливими, не встигають помітно переміщатися в міжелектродному просторі, в результаті чого там утворюється об'ємний позитивний заряд іонів. Крім того, кількість електронів, що надходять на мішень за полперіода, значно перевищує ту кількість, яка необхідна для нейтралізації заряду іонів на мішені. У результаті на діелектричної мішені скупчується негативний заряд електронів. Все це призводить до появи в міжелектродному просторі додаткового електричного поля, яке здатне прискорити частина іонів до великих енергій, що і збільшує ефективність розпилення мішені.
Слід зазначити ще одна важлива обставина. В умовах високочастотного розряду заряджені частинки (електрони і іони) здійснюють коливальний рух з амплітудою А, рівний:
,
де?- Рухливість частинки, що залежить від тиску газу; Е0 - амплітуда напруженості змінного електричного поля; ?- Циклічна частота живлячої напруги.
Якщо відстань між електродами перевищує амплітуду А, то на електроди надходять тільки ті частинки, які знаходяться від електрода на відстані, що не перевищує А. При цьому істотно, що в середній частині розряду електрони здійснюють осцилюючі руху, ефективно іонізуючи газ, тому високочастотний розряд може існувати при більш низьких тисках, і потреба в складній трьохелектродної системі відпадає.
Завдяки зниженому тиску в газорозрядної камері, високочастотні системи з успіхом використовують для розпилення не тільки діелектричних мішеней, але і мішеней з металів і напівпровідників [2 - 4].
.6 Реактивний розпорошення
При реактивному розпиленні в газорозрядну камеру поряд з робочим газом (зазвичай аргоном) додається невелика кількість реакційного активного газу (кисню, азоту та ін.), в результаті чого на підкладці утворюється плівка з хімічної сполуки, утвореного атомами мішені і активного газу. Якщо, наприклад, мішень виготовлена ??з алюмінію, а в якості активного газу використовується кисень, то на підкладці виходить плівка з оксиду алюмінію, якщо ж в камеру додається азот, то вийде плівка з нітриду алюмінію.
Крім оксидних і нітридних плівок, даними способом можна одержувати карбідні і сульфідні плівки, додаючи в камеру відповідно метан СН4 або пари сірки. Для отримання хімічної сполуки необхідно строго певний парціальний тиск активного газу, залежне від матеріалу мішені. Тому найчастіше виходять не хімічні сполуки, а тверді розчини. На основі однієї мішені з якого-небудь металу і різних активних газів можна отримувати широку гаму властивостей загрожених плівок - від провідних і низькоомних резистивних до високоомних резистивних і діелектричних.
Використовувати реактивне розпорошення взамін безпосереднього розпилення мішені з хімічної сполуки доцільно тоді, коли коефіцієнт розпилення даного хімічної сполуки (оксиду, нітриду і так далі) низький, або тоді, коли технологічно важко виготовити масивну мішень з цього з'єднання. Крім того, реактивне розпорошення створює умови для гнучкого управління властивостями плівок при створенні багатошарових структур (наприклад, плівкових конденсаторів).
У загальному випадку процес осадження плівок при реактивному розпиленні обумовлений трьома механізмами, що діють паралельно:
освіту хімічної сполуки на поверхні мішені і його розпорошення;
освіту хімічної сполуки в прогонових просторі мішень - підкладка і осадження його на підкладку;
взаємодія обложених на підкладці атомів мішені з атомами активного газу.
В умовах невисокого тиску газу в камері ймовірність другого механізму вельми мала і його внесок у загальний процес формування плівки на підкладці незначний. Що стосується співвідношення вкладів першого і другого механізмів, то це залежить від умов розпилення, а саме, від роду матеріалу мішені і від роду активного газу, від загального тиску газової суміші в камері і від парціального тиску активного газу; від відстані між мішенню і підкладкою. На практиці часто зменшення тиску парціального газу за інших рівних умов збільшує ймовірність утворення з'єднання безпосередньо на підкладці. У більшості випадків необхідні реакції повністю протікають при вмісті активного газу в газовій суміші (аргон + активний газ) порядку одиниць відсотків [2].
1.7 магнетронного розпилення
Прагнення знизити тиск робочого газу в камері і збільшити швидкість розпилення мішеней призвело до створення методу магнетронного розпилення. Один з можливих варіантів схем магнетронного розпилювача представлений на малюнку 4.
Малюнок 4 - Схема установки для магнетронного розпилення
Цифрами позначені: 1 - мішень, що одночасно є катодом розпилювальної системи; 2 - постійний магніт, який створює магнітне поле, силові лінії якого паралельні поверхні мішені; 3 - кільцевий анод. Вище анода розташовується п...
