RU2761900C1 - Магнетронное распылительное устройство - Google Patents
Магнетронное распылительное устройство Download PDFInfo
- Publication number
- RU2761900C1 RU2761900C1 RU2021102967A RU2021102967A RU2761900C1 RU 2761900 C1 RU2761900 C1 RU 2761900C1 RU 2021102967 A RU2021102967 A RU 2021102967A RU 2021102967 A RU2021102967 A RU 2021102967A RU 2761900 C1 RU2761900 C1 RU 2761900C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- target
- glow discharge
- vacuum chamber
- increase
- cathode
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J27/00—Ion beam tubes
- H01J27/02—Ion sources; Ion guns
- H01J27/04—Ion sources; Ion guns using reflex discharge, e.g. Penning ion sources
Abstract
Изобретение относится к устройствам ионно-плазменного распыления в скрещенных магнитном и электрических полях и может быть использовано в качестве базового распылительного оборудования. Технический результат изобретения - повышение эффективности использования оборудования в составе системы вакуумного распыления в магнетронах и установках катодного осаждения за счет повышения общего эксплуатационного ресурса мишени, а также упрощение конструкции устройства и повышение надежности при эксплуатации. В магнетронном распылительном устройстве, содержащем мишень, являющуюся катодом тлеющего разряда, связанную с мишенью магнитную систему, вакуумную камеру, являющуюся анодом тлеющего разряда, и источник питания тлеющего разряда, соединенный отрицательным полюсом с мишенью, а положительным полюсом - с вакуумной камерой, магнитная система выполнена в виде прилегающего к мишени кольцевого магнита. 2 ил.
Description
Изобретение относится устройствам ионно-плазменного распыления в скрещенных магнитном и электрических полях, и может быть использовано в качестве базового распылительного оборудования.
Известно магнетронное распылительное устройство, содержащее плоскую круглую мишень, являющуюся катодом тлеющего разряда, магнитную систему, один из полюсов которой прилегает к центру внешней поверхности мишени, а второй ее полюс прилегает к периферии внешней поверхности мишени. (Патент США №3,878,085). Оно обеспечивает высокую скорость напыления за счет поддержания тлеющего разряда высокой плотности в скрещенных магнитном и электрическом полях. Однако площадь участка, распыляемого ионами, не превышает 25% от общей площади мишени.
Наиболее близким решением по технической сущности к изобретению является магнетронное распылительное устройство, содержащее плоскую круглую мишень, являющуюся катодом тлеющего разряда, магнитную систему, один из полюсов которой прилегает к центру внешней поверхности мишени, вакуумную камеру, являющуюся анодом тлеющего разряда, и источник питания тлеющего разряда, соединенный отрицательным полюсом с мишенью, а положительным полюсом - с вакуумной камерой, при этом оно снабжено охватывающим мишень и соединенным с ней электрически цилиндрическим электродом, к внешней поверхности которого прилегает второй полюс магнитной системы. (Патент РФ №2726223).
К недостаткам такой конструкции относится необходимость использования дополнительного цилиндрического электрода и прилегающей к нему магнитной системы, что приводит к усложнению и увеличению общих размеров устройства.
Технический результат изобретения заключается в повышении эффективности использования оборудования в составе системы вакуумного распыления в магнетронах и установках катодного осаждения за счет повышения общего эксплуатационного ресурса мишени, а также в упрощении конструкции устройства и повышении надежности при эксплуатации.
Указанный технический результат достигается тем, что в магнетронном распылительном устройстве, содержащем мишень, являющуюся катодом тлеющего разряда, связанную с мишенью магнитную систему, вакуумную камеру, являющуюся анодом тлеющего разряда, и источник питания тлеющего разряда, соединенный отрицательным полюсом с мишенью, а положительным полюсом - с вакуумной камерой, магнитная система выполнена в виде прилегающего к мишени кольцевого магнита
На фиг. 1 представлена схема магнетронного распылительного устройства, где (1) - магнитная система, выполненная в виде кольцевого магнита, (2) - мишень, (5) - вакуумная камера, (6) - источник питания тлеющего разряда, (7) - подложка. При этом конфигурация силовых линий создаваемого магнитного поля над распыляемой мишенью (2) такова, что существуют две кольцевых области, в который вектор магнитного поля (3) перпендикулярен вектору электрического поля (4).
В магнетронных системах используются скрещенные магнитные и электрические поля. Распыление мишени происходит за счет бомбардировки поверхности мишени ионами рабочего газа, образующимися в плазме аномального тлеющего разряда. В сильном магнитном поле достигается локализация плазмы вблизи поверхности распыляемой мишени и увеличивается плотность ионного тока.
Устройство работает следующим образом.
Вакуумную камеру с установленным внутри устройством откачивают до давления 1 мПа. затем подают в нее рабочий газ (например, аргон) и увеличивают давление в вакуумной камере до 0,5-1 Па. Далее от источника питания (6) подают отрицательный потенциал до 500 В на мишень (2), являющуюся катодом разряда. В результате зажигается плазма в виде тлеющего разряда. При бомбардировке мишени (2) ионами рабочего газа она эмитирует электроны, которые ускоряются в слое объемного заряда в области мишени (2) до энергии eU, где U - катодное падение потенциала разряда между плазмой и мишенью (2). Каждый эмитированный электрон, вылетевший из катода, движется по отрезку окружности в плоскости, перпендикулярной силовым линиям (3) магнитного поля, возвращается обратно в сторону катода. Образуется магнитная ловушка, в которой электроны проходят по замкнутым круговым траекториям вблизи мишени (2) путь, превышающий ее размеры во много раз. Высокая плотность электронов в прикатодной области позволяет им эффективно ионизировать молекулы рабочего газа, которые, в свою очередь, ускоряются в электрическом поле (4) и бомбардируют поверхность мишени, выбивая из нее молекулы распыляемого вещества, осаждаемого на подложку (7).
Таким образом, в предлагаемой конструкции магнетронного распылительного устройства область разряда представляет собой два концентрических кольца (Фиг. 2). А объект, воплощающий заявленное техническое решение, при его осуществлении способен обеспечить достижение заявленного технического результата - расширения эксплуатационных возможностей за счет повышения эффективности использования распыляемой мишени при упрощении конструкции и уменьшении общих габаритов системы.
Claims (1)
- Магнетронное распылительное устройство, содержащее плоскую мишень, являющуюся катодом тлеющего разряда, магнитную систему, связанную с мишенью, вакуумную камеру, являющуюся анодом тлеющего разряда, и источник питания тлеющего разряда, соединенный отрицательным полюсом с мишенью, а положительным полюсом - с вакуумной камерой, отличающееся тем, что магнитная система выполнена в виде прилегающего к мишени кольцевого магнита.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2021102967A RU2761900C1 (ru) | 2021-02-08 | 2021-02-08 | Магнетронное распылительное устройство |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2021102967A RU2761900C1 (ru) | 2021-02-08 | 2021-02-08 | Магнетронное распылительное устройство |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2761900C1 true RU2761900C1 (ru) | 2021-12-13 |
Family
ID=79175076
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2021102967A RU2761900C1 (ru) | 2021-02-08 | 2021-02-08 | Магнетронное распылительное устройство |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2761900C1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2794524C1 (ru) * | 2022-10-14 | 2023-04-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Московский государственный технологический университет" СТАНКИН" (ФГБОУ ВО "МГТУ "СТАНКИН") | Магнетронное распылительное устройство |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3878085A (en) * | 1973-07-05 | 1975-04-15 | Sloan Technology Corp | Cathode sputtering apparatus |
US6334405B1 (en) * | 1999-01-14 | 2002-01-01 | Kobe Steel, Ltd. | Vacuum arc evaporation source and vacuum arc vapor deposition apparatus |
US20030047443A1 (en) * | 2001-09-07 | 2003-03-13 | Clarke Peter J. | Flat magnetron |
US20070089983A1 (en) * | 2005-10-24 | 2007-04-26 | Soleras Ltd. | Cathode incorporating fixed or rotating target in combination with a moving magnet assembly and applications thereof |
RU2461664C2 (ru) * | 2006-07-19 | 2012-09-20 | Эрликон Трейдинг Аг, Трюббах | Способ осаждения электроизолирующих слоев |
RU2631553C2 (ru) * | 2015-12-17 | 2017-09-25 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт сильноточной электроники Сибирского отделения Российской академии наук (ИСЭ СО РАН) | Магнетронная распылительная система с инжекцией электронов |
RU2726223C1 (ru) * | 2019-11-28 | 2020-07-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Московский государственный технологический университет "СТАНКИН" (ФГБОУ ВО "МГТУ "СТАНКИН") | Магнетронное распылительное устройство |
-
2021
- 2021-02-08 RU RU2021102967A patent/RU2761900C1/ru active
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3878085A (en) * | 1973-07-05 | 1975-04-15 | Sloan Technology Corp | Cathode sputtering apparatus |
US6334405B1 (en) * | 1999-01-14 | 2002-01-01 | Kobe Steel, Ltd. | Vacuum arc evaporation source and vacuum arc vapor deposition apparatus |
US20030047443A1 (en) * | 2001-09-07 | 2003-03-13 | Clarke Peter J. | Flat magnetron |
US20070089983A1 (en) * | 2005-10-24 | 2007-04-26 | Soleras Ltd. | Cathode incorporating fixed or rotating target in combination with a moving magnet assembly and applications thereof |
RU2461664C2 (ru) * | 2006-07-19 | 2012-09-20 | Эрликон Трейдинг Аг, Трюббах | Способ осаждения электроизолирующих слоев |
RU2631553C2 (ru) * | 2015-12-17 | 2017-09-25 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт сильноточной электроники Сибирского отделения Российской академии наук (ИСЭ СО РАН) | Магнетронная распылительная система с инжекцией электронов |
RU2726223C1 (ru) * | 2019-11-28 | 2020-07-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Московский государственный технологический университет "СТАНКИН" (ФГБОУ ВО "МГТУ "СТАНКИН") | Магнетронное распылительное устройство |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2794524C1 (ru) * | 2022-10-14 | 2023-04-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Московский государственный технологический университет" СТАНКИН" (ФГБОУ ВО "МГТУ "СТАНКИН") | Магнетронное распылительное устройство |
RU2797697C1 (ru) * | 2022-10-14 | 2023-06-07 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Московский государственный технологический университет "СТАНКИН" (ФГБОУ ВО "МГТУ СТАНКИН") | Распылительное устройство |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US5556519A (en) | Magnetron sputter ion plating | |
US6254745B1 (en) | Ionized physical vapor deposition method and apparatus with magnetic bucket and concentric plasma and material source | |
US6214183B1 (en) | Combined ion-source and target-sputtering magnetron and a method for sputtering conductive and nonconductive materials | |
JP4722486B2 (ja) | 高蒸着速度スパッタリング | |
US20090200158A1 (en) | High power impulse magnetron sputtering vapour deposition | |
US6238537B1 (en) | Ion assisted deposition source | |
US20070119701A1 (en) | High-Power Pulsed Magnetron Sputtering | |
US6224725B1 (en) | Unbalanced magnetron sputtering with auxiliary cathode | |
CA2803087C (en) | Arc deposition source having a defined electric field | |
KR20020005512A (ko) | 마그네트론 스퍼터링 반응기의 바이어스 차폐판 | |
US20220181129A1 (en) | Magnetron plasma apparatus | |
CN105655217A (zh) | 一种射频偏压供电的磁控溅射金属铝离子源 | |
JP6189406B2 (ja) | マグネトロン・スパッタリング・デバイスにおいて使用するための統合したアノードおよび活性化反応性ガス源 | |
RU2761900C1 (ru) | Магнетронное распылительное устройство | |
RU2631553C2 (ru) | Магнетронная распылительная система с инжекцией электронов | |
RU2313848C1 (ru) | Сильноточная электронная пушка | |
US3530057A (en) | Sputtering | |
US10224189B2 (en) | Apparatus and a method for deposition of material to form a coating | |
RU2601903C2 (ru) | Способ напыления тонкопленочных покрытий на поверхность полупроводниковых гетероэпитаксиальных структур методом магнетронного распыления | |
RU2797582C1 (ru) | Устройство для осаждения металлических пленок | |
RU2792344C1 (ru) | Газоразрядная электронная пушка, управляемая источником ионов с замкнутым дрейфом электронов | |
RU2792344C9 (ru) | Газоразрядная электронная пушка, управляемая источником ионов с замкнутым дрейфом электронов | |
US3516920A (en) | Sputtering apparatus | |
Belchenko et al. | Development of surface-plasma negative ions sources at BINP | |
KR20200081844A (ko) | 플라즈마소스의 전극판 에칭 억제 수단이 마련된 스퍼터 |