PL168615B1 - Sposób rozpylania magnetronowego - Google Patents

Abstract

Sposób rozpylania magnetronowego polegający na umieszczeniu w odpompowanym zbiorniku próżniowym anody i katody, nad powierzchnią której wytwarza się pole magnetyczne przy użyciu podkowiastego układu magnetycznego oraz na podaniu na anodę i katodę wysokiego napięcia, znamienny tym, że w początkowym obszarze rozpylanej tarczy za pomocą urządzenia emitującego elektrony wytwarza się strefę o dużej koncentracji elektronów.

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób rozpylania magnetronowego materiałów w próżni.

Znane są sposoby rozpylania magnetronowego materiałów przeprowadzane w próżni przy wykorzystaniu zjawiska trawienia jonowego jonami generowanymi w niskotemperaturowej plazmie. Spośród najbardziej rozpowszechnionych należy wymienić rozpylanie katodowe i magnetronowe. W metodzie magnetronowej próbkę rozpylanego materiału zwaną tarczą, umieszcza się w chłodzonej wodą obudowie podłączonej do ujemnego bieguna zasilacza wysokonapięciowego. Ciśnienie w komorze próżniowej obniża się do wartości 10'² * 1 Pa. Nad powierzchnią tarczy wytwarza się pole magnetyczne przy pomocy układu magnetycznego umieszczanego zwykle wewnątrz chłodzonej obudowy, które lokalizuje plazmę wyładowania nad trawionym obszarem próbki.

W literaturze przedmiotu ustanowiło się przekonanie, że warunkiem koniecznym dla realizacji rozpylania magnetronowego jest wytworzenie takiej konfiguracji pola magnetycznego, która zapewniałaby uzyskanie zamkniętego toru dryfu elektronów wtórnych nad rozpylaną powierzchnią katody.

W opisie zgłoszenia patentowego nr 289 771 przedstawiona jest konstrukcja katody magnetronowego urządzenia rozpylającego, w którym tor dryfu elektronów wtórnych stanowi odcinek prostej. Mimo, że omówiony powyżej warunek nie jest dotrzymany, wyładowanie magnetronowe istnieje również w takim układzie. Jednak opisana konstrukcja, zastosowana w urządzeniu posiadającym stacjonarny układ magnetyczny wykazuje pewne wady. Najważniejszą z nich, wpływającą bezpośrednio na jakość nanoszonych warstw jest różna szybkość rozpylania w początkowym obszarze katody, na którym następuje narastanie lawiny elektronowej. Obszar ten leży po przeciwnej stronie w stosunku do zwrotu wektora będącego iloczynem wektorowym wektorów pola elektrycznego E i magnetycznego B. Powstająca lawina elektronowa powoduje nierównomiemość grubości i właściwości osadzonych w tym obszarze warstw.

Istota sposobu według wynalazku polega na wytworzeniu w początkowym obszarze rozpylanej tarczy za pomocą urządzenia emitującego elektrony strefy o dużej koncentracji elektronów.

Wynalazek będzie objaśniony bliżej na przykładzie realizacji sposobu rozpylania.

Pod powierzchnią tarczy katody magnetronowego urządzenia rozpylającego, będącej prostopadłościenną płytą o wymiarach 2 x 90 x 200 mm umieszczono w odległości 20 mm dwa stałe magnesy wykonane w postaci prostopadłościanów o wymiarach 10 x 12 x 120 mm, przy czym jeden z magnesów skierowano w stronę tarczy biegunem N zaś drugi biegunem S. Magnesy te, wraz z wykonanym z materiału ferromagnetycznego magnetowodem utworzą podkowiasty układ magnetyczny. Równoległa do powierzchni tarczy składowa indukcji pola magnetycznego wytworzonego przez układ magnetyczny nad powierzchnią, tarczy wynosiła 60 mT. Katodę wraz z anodą umieszczono w odpompowanym do ciśnienia 10 Pa zbiorniku próżniowym, a następnie podano na nie napięcie o wartości 700V. Nad powierzchnią katody

168 615 w jej początkowym obszarze utworzył się obłok plazmy o wydłużonym kształcie, stopniowo zwiększający się w kierunku dryfU elektronów wtórnych. Następnie za pomocą źródła elektronów umieszczonego w bezpośrednim sąsiedztwie początkowego obszaru katody wytworzono nad tym obszarem nadmiar elektronów. Wytworzone elektrony dryfowały zgodnie z kierunkiem siły Lorenza, kompensując sobą brak elektronów wtórnych w początkowym obszarze katody. Obszar ten będący obszarem narastania lawiny elektronowej zmniejszał się proporcjonalnie do zwiększania koncentracji elektronów emitowanych przez urządzenie emitujące. Przy odpowiednio dużej koncentracji elektronów może on zostać całkowicie wyeliminowany.

Zaletą sposobu według wynalazku jest ujednorodnienie grubości osadzonej na podłożu warstwy.

168 615

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz Cena 1,50 zł

Claims (1)

1. Zastrzeżenie patentowe

   Sposób rozpylania magnetronowego polegający na umieszczeniu w odpompowanym zbiorniku próżniowym anody i katody, nad powierzchnią której wytwarza się pole magnetyczne przy użyciu podkowiastego układu magnetycznego oraz na podaniu na anodę i katodę wysokiego napięcia, znamienny tym, że w początkowym obszarze rozpylanej tarczy za pomocą urządzenia emitującego elektrony wytwarza się strefę o dużej koncentracji elektronów.