ідкладка (на малюнку не показана), на якій формується плівка з матеріалу мішені.
Відмінною особливістю магнетронного розпилювача є наявність двох схрещених полів - електричного і магнітного.
Якщо з мішені-катода буде испускаться електрон (за рахунок вторинної електронної емісії), то траєкторія його руху буде визначатися дією на нього цих полів. Під впливом електричного поля електрон почне рухатися до анода. Дія магнітного поля на рухомий заряд призведе до виникнення сили Лоренца, спрямованої перпендикулярно швидкості. Сумарна дія цих сил призведе до того, що в результаті електрон буде рухатися паралельно поверхні мішені по складній замкнутої траєкторії, близькій до циклоїди.
Важливим тут є те, що траєкторія руху замкнута. Електрон будуть рухатися по ній до тих пір, поки не відбудеться декілька зіткнень його з атомами робочого газу, в результаті яких відбудеться їх іонізація, а сам електрон, втративши швидкість, переміститися за рахунок дифузії до анода. Таким чином, замкнутий характер траєкторії руху електрона різко збільшує ймовірність його зіткнення з атомами робочого газу. Це означає, що газорозрядна плазма може утворюватися при значно нижчих тисках, ніж у методі катодного розпилення. Значить і плівки, отримані методом магнетронного розпилення, будуть більш чистими. Інша важлива перевага магнетронних систем обумовлено тим, що іонізація газу відбувається безпосередньо поблизу поверхні мішені. Газорозрядна плазма локалізована поблизу мішені, а не розмазана в міжелектродному просторі, як у методі катодного розпилення. У результаті різко зростає інтенсивність бомбардування мішені іонами робочого газу, тим самим збільшується швидкість розпилення мішені і, як наслідок, швидкість росту плівки на підкладці (швидкість досягає кілька десятків нм/с). Наявність магнітного поля не дає електронам, що володіє високою швидкістю, долетіти до підкладки, що не зіткнувшись з атомами робочого газу. Тому підкладка не нагрівається внаслідок бомбардування її вторинними електронами. Основним джерелом нагріву підкладки є енергія, що виділяється при гальмуванні і конденсації загрожених атомів речовини мішені, в результаті чого температура підкладки не перевищує 100 - 200 ° С. Це дає можливість напилювати плівки на підкладки з матеріалів з малою термостійкістю (пластики, полімери, оргскло і так далі) [2].
.8 Іонно-променеві методи
Тонкі плівки різних матеріалів можна наносити на підкладку, розпорошуючи матеріал мішені пучком іонів інертних газів. Основні переваги цього методу нанесення плівок в порівнянні з методом іонно-плазмового розпилення полягають у наступному:
можливість нанесення плівок матеріалів складного складу із збереженням компонентного складу мішені;
мале робочий тиск у технологічній камері, обмежене лише прудкістю відкачування вакуумної системи, а не умовами підтримки розряду;
відсутність електричних полів в області підкладки, що особливо важливо при нанесенні діелектричних плівок на підкладки з провідних матеріалів;
можливість управління зарядами в осаждаемой діелектричної плівці за допомогою електронів, еміттіруемих катодом нейтралізації.
Іонно-променевої метод найбільш ефективний для нанесення плівок багатокомпонентних матеріалів, різних діелектриків, магнітних матеріалів.
Установка іонно-променевого розпилення представлена ??на малюнку 5.
Малюнок 5 - Схема установки іонно-променевого розпилення
Установка містить джерело іонів на основі двухкаскадного самостійного розряду з холодним порожнистим катодом 1 і модифікований варіант джерела іонів Кауфмана з відкритим торцем 2. Джерело іонів 1 служить для розпилення пучком іонів аргону з енергією 0,8 кеВ і щільністю струму 0,3 мА/см2 мішені 3 чистотою не гірше 99,8%. У напрямку потоку розпорошується матеріалу встановлені підкладки, закріплені на чотирьох позиціях обертового держателя 4. Потік іонів аргону з середньою енергій 80 еВ і щільністю струму 0,45 мА/см2 з джерела іонів 2 служить для очищення і активації поверхні робочої підкладки протягом 2 хвилин перед нанесенням плівки. Джерело іонів 2 під час нанесення плівки відключається, подача аргону через нього припиняється, а термокатодом використовується для нагріву поверхні робочої підкладки.
.9 Молекулярно-променева епітаксії
Під епітаксії розуміють процес орієнтованого вирощування монокристалічного шару на поверхні монокристаллической підкладки. У процесі епітаксійного вирощування утворюється фаза закономірно продовжує кристалічну решітку підкладки з утворенням перехідного епітаксійного шару. Перехідний шар сприяє когерентному зрощенню двох решіток по площинах і напрямах з подібною щільністю упаковки атомів, через нього передається основна інформація про кристалічній структурі підкладки в епітаксіальний шар [1].
В даний час існують два основних технологічних методу епітаксії, що дозволяють...
