В триодных источниках, называемых также ионно-плазменными и источниками распыления (рис. 15 б), третий электрод выполняет функцию термоэмиссионного катода, увеличивая концентрацию электронов, следовательно, и ионизированных атомов рабочего газа (аргона). Причем увеличение количества ионов аргона возможно при уменьшении его давления до 10-1-10‑2 Па, что обеспечивает нанесение пленок, не загрязненных посторонними примесями. Кроме того, наличие термокатода позволяет приблизить мишень к подложке, что увеличивает скорость нанесения пленки. Как и в диодных источниках, рабочую камеру предварительно откачивают до давления около 10-4 Па.
В магнетронных источниках, выполненных на основе диодных систем, в разрядном промежутке одновременно с электрическим действует магнитное поле, что позволяет без увеличения концентрации электронов повысить плотность плазмы.
На электроны, эмиттированные автоэмиссионным катодом-мишенью (3) и движущиеся к кольцевому аноду (2) в приложенном между ними электрическом поле, действует магнитное поле Н, направленное перпендикулярно электрическому. При перекрещивании полей путь движения электронов удлиняется, что повышает вероятность их столкновения с молекулами рабочего газа.
В результате при давлении 10-1-10-2 Па создается высокая концентрация ионов газа, которые движутся к катоду-мишени, бомбардируя ее и распыляя с большой интенсивностью. Поток 1 распыляемого вещества устремляется к подложке и осаждается на ней в виде пленки.
Достоинствами магнетронных систем, используемых для распыления металлов, полупроводников и диэлектриков, являются:
- низкое рабочее давление, позволяющее уменьшить количество газовых включений в осаждаемой пленке;
- высокая скорость нанесения пленки;
- надежность и стабильность параметров напылительной системы;
- широкий диапазон толщин пленок при их высокой адгезии и однородности [13,15].
Загрузка...
