SE535381C2 - Plasmasputtringsprocess för att producera partiklar - Google Patents
Plasmasputtringsprocess för att producera partiklar Download PDFInfo
- Publication number
- SE535381C2 SE535381C2 SE1050173A SE1050173A SE535381C2 SE 535381 C2 SE535381 C2 SE 535381C2 SE 1050173 A SE1050173 A SE 1050173A SE 1050173 A SE1050173 A SE 1050173A SE 535381 C2 SE535381 C2 SE 535381C2
- Authority
- SE
- Sweden
- Prior art keywords
- plasma
- process according
- atoms
- gas
- particles
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 144
- 239000002245 particle Substances 0.000 title claims description 131
- 238000002294 plasma sputter deposition Methods 0.000 title claims description 32
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 90
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 claims description 20
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 9
- 238000001755 magnetron sputter deposition Methods 0.000 claims description 8
- 101000877589 Homo sapiens Protein farnesyltransferase/geranylgeranyltransferase type-1 subunit alpha Proteins 0.000 claims description 7
- 102100035480 Protein farnesyltransferase/geranylgeranyltransferase type-1 subunit alpha Human genes 0.000 claims description 7
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 claims description 7
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 claims description 5
- 238000011065 in-situ storage Methods 0.000 claims description 3
- 239000008187 granular material Substances 0.000 claims 2
- 238000004513 sizing Methods 0.000 claims 1
- 210000002381 plasma Anatomy 0.000 description 114
- 235000013339 cereals Nutrition 0.000 description 54
- 239000000463 material Substances 0.000 description 25
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 17
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 16
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 13
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 12
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 12
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 11
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N argon Substances [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 9
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 8
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 description 7
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 description 7
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 5
- -1 argon ions Chemical class 0.000 description 4
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 4
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 4
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 4
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 4
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 4
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 4
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 3
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 3
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 3
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 3
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 3
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 241000209219 Hordeum Species 0.000 description 2
- 235000007340 Hordeum vulgare Nutrition 0.000 description 2
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 2
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 2
- 239000000112 cooling gas Substances 0.000 description 2
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 2
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 2
- 150000001247 metal acetylides Chemical class 0.000 description 2
- 239000002105 nanoparticle Substances 0.000 description 2
- 150000004767 nitrides Chemical class 0.000 description 2
- 230000006911 nucleation Effects 0.000 description 2
- 238000010899 nucleation Methods 0.000 description 2
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 2
- 239000013077 target material Substances 0.000 description 2
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 description 2
- 241000283690 Bos taurus Species 0.000 description 1
- 102100024342 Contactin-2 Human genes 0.000 description 1
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 101000909516 Homo sapiens Contactin-2 Proteins 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000012159 carrier gas Substances 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 239000010406 cathode material Substances 0.000 description 1
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 description 1
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 1
- 238000010924 continuous production Methods 0.000 description 1
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 1
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 1
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 1
- 239000001307 helium Substances 0.000 description 1
- 229910052734 helium Inorganic materials 0.000 description 1
- SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N helium atom Chemical compound [He] SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000009616 inductively coupled plasma Methods 0.000 description 1
- 230000005596 ionic collisions Effects 0.000 description 1
- 230000001788 irregular Effects 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 229910021645 metal ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- QJGQUHMNIGDVPM-UHFFFAOYSA-N nitrogen group Chemical group [N] QJGQUHMNIGDVPM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000013618 particulate matter Substances 0.000 description 1
- 238000004886 process control Methods 0.000 description 1
- 238000009666 routine test Methods 0.000 description 1
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 1
- 238000005477 sputtering target Methods 0.000 description 1
- 231100000331 toxic Toxicity 0.000 description 1
- 230000002588 toxic effect Effects 0.000 description 1
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
- C23C14/22—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
- C23C14/223—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating specially adapted for coating particles
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
- B22F9/00—Making metallic powder or suspensions thereof
- B22F9/02—Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes
- B22F9/12—Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes starting from gaseous material
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
- C23C14/22—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
- C23C14/34—Sputtering
- C23C14/3485—Sputtering using pulsed power to the target
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
- C23C14/22—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
- C23C14/54—Controlling or regulating the coating process
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
- C23C14/22—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
- C23C14/54—Controlling or regulating the coating process
- C23C14/542—Controlling the film thickness or evaporation rate
- C23C14/544—Controlling the film thickness or evaporation rate using measurement in the gas phase
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
- H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
- H01J37/34—Gas-filled discharge tubes operating with cathodic sputtering
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
- B22F2999/00—Aspects linked to processes or compositions used in powder metallurgy
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Physical Vapour Deposition (AREA)
Description
30 535 381 2 mot targetet med en hög hastighet och stöter sedan emotargetet och får atomer att fysiskt ryckas bort eller sputtras från targetytan.
Plasmasputtringsprocessen har bland annat fördelen att partiklarna bildas av material från ett target i fast tillstànd. Targetet kan lätt tillverkas och användas i processen. Ett target i fast tillstånd är speciellt lämpligt ifall partiklar ska bildas av metalliska material eftersom det eliminerar behovet av metallkomponenter som innehåller gaser som ofta är toxiska och kräver komplexa tillverkningsmetoder.
DE 198 04 838 beskriver en plasmasputtringsprocess för att deponera beläggningsmaterial eller producera radikaler på partikelytor med användning av ett hålkatodsystem. Processen utförs vid ett tryck av 0,01 mbar till atmosfärtryck, företrädesvis 0,01-100 mbar. Plasmat kan vara ett pulsat likströmsplasma som drivs vid en nätfrekvens av 50-60 Hz. En spänning av 200-500 V och en ström av 0,1-2 A används för att bilda plasmat.
Problemet med tidigare kända plasmasputtringsprocesser för produktion av partiklar är att uppfångningssannolikheten för atomer på partiklars yta generellt är låg. Därför har partiklarna och/eller beläggningarna en långsam tillväxthastighet, vilket sålunda leder till låga produktionstakter av partiklar. Eftersom produktionstakten är så låg är dessutom dessa metoder mindre lämpliga för produktion av partiklar som har en storlek i området av några mikrometer.
Sammanfattning Syftet med uppfinningen är att tillhandahålla en plasmasputtringsprocess för att producera partiklar, särskilt partiklar med en storlek av 10 um eller mindre, vilken har en förbättrad produktionstakt.
Syftet uppnås genom processen enligt det självständiga kravet 1.
Föredragna utföringsforrner definieras av de osjälvständiga patentkraven.
Plasmasputtringsprocessen för att producera partiklar innefattar att tillhandahålla ett target i en plasmagenererande apparatur, där den plasmagenererande apparaturen har en karakterlstisk längd Le sådan att LS är lika med volymen av plasmat som genereras l nämnda apparatur. En processgas förs in i apparaturen och trycket inne i apparaturen regleras så att en förutbestämd processgasatomdensitet ng erhålls. Ett plasma skapas och energin som ges till plasmat regleras så att en förutbestämd plasmaelektrondensitet ne och en förutbestämd plasmaelektrontemperatur T, erhålls. Atomer sputtras från targetet 20 30 535 381 3 med hjälp av plasmat och de sputtrade targetatomerna tillåts fångas upp på ytan av kom som finns i apparaturen.
Plasmaelektrondensiteten och plasmaelektrontemperaturen är tillräckliga för att jonisera åtminstone en del av de sputtrade targetatomerna så att ett uppfångningsflöde av joniserade sputtrade targetatomer på ytan av kornen erhålls.
Vidare är processgasatomdensiteten, plasmaelektrondensiteten och plasmaelektrontemperaturen sådana att åtminstone ett av följande kriterier är uppfyllda rnA/(rlm + Fler/l) 2 0-5 LiTA/Lc S 0,5 Wim/We 5 0.5 (1 + 3LJL|rA)(1 + 4WJVV|rA) > 10 där Fm är uppfångningsflödet av joniserade targetatomer på ytan av korn som finns i nämnda plasma, f' Nm är uppfångningsflödet av neutrala targetatomer på ytan av korn som finns i nämnda plasma, Lm är den fria medelväglängden för de joniserade sputtrade targetatomerna inne i nämnda plasma, Wm; är den kinetiska medelenergin för joniserade sputtrade atomer i nämnda plasma och W., är elektronernas kinetiska medelenergi inne i nämnda plasma relaterad till Te genom W, = (3l2)kBT,.
Enligt en föredragen utföringsform är F” /(I'ITA + FNTA) lika med eller mer A än 0,66, företrädesvis är fiïA/(QTA + I' NM) 2 0,70.
Enligt en annan utföringsforrn är energin som ges till plasmat tillräcklig för att uppnå jonisering av åtminstone 20 %, företrädesvis åtminstone 30 %, av de sputtrade atomerna i nämnda plasma. Partikelproduktionstakten ökar med ökande mängd joniserade sputtrade targetatomer.
Den plasmagenererande apparaturen kan lämpligen vara en hålkatodapparatur eller en magnetronsputtringsapparatur, och drivs företrädesvis med pulsad effektmatning för att erhålla en tillräcklig tillförsel av effekt utan att värma katoden i onödan eller riskera icke önskvärd elektrisk urladdning. För att maximera den effekt som kan erhållas av varje puls bör företrädesvis pulserna huvudsakligen appliceras såsom fyrkantspulser. 20 25 30 535 381 4 Vid användning av pulsad effektmatning bör pulserna företrädesvis appliceras med en frekvens av åtminstone 100 Hz, lämpligen 200-2000 Hz. och ha en längd av åtminstone 5 ps, företrädesvis 10-100 ps.
Enligt en föredragen utföringsform är processgasatomdensiteten nG och elektrondensiteten n. sådana att både Lim/LC s 0,5 och Wm/Ws s 0,5 är uppfyllda.
Processgasen kan vara en inert gas, en reaktlv gas, en gasblandning av inerla gaser, eller en gasblandning som innefattar åtminstone en reaktiv gas och valfritt åtminstone en inert gas, och kan lämpligen användas för att skapa plasmat.
Processgasen kan företrädesvis användas såsom en matningsgas, men det är även möjligt att processgasen är stationär och inte avsedd för transport av någon sorts partikelformigt stoft.
Korna kan föras in iden plasmagenererande apparaturen eller genereras in-situ.
Plasmasputtringsprocessen är särskilt lämplig för att producera nanopartiklar, dvs partiklar med en storlek mindre än 1 pm, och speciellt partiklar med en storlek av cirka 5-500 nm. Dock kan processen även användas för att producera större partiklar, så som partiklar i storleksordningen 10 pm.
Processen kan användas för att producera partiklar av alla typer av targetmaterial, så länge som targetmaterialet är ledande eller åtminstone halvledande. Dessutom kan partiklar av kemiska föreningar, till exempel intermetalliska partiklar så som oxider, karbider, nitrider och liknande, tillverkas genom utnyttjande av en reaktlv gas under processen.
Processen enligt föreliggande uppfinning kan användas för kärnbildning av partiklar, tillväxt av partiklar, bildning av en partikel av ett material och beläggning av nämnda partikel med samma eller ett annat material, tillväxt av flerskiktsstrukturer etc. Sålunda möjliggör processen produktion av skräddarsydda partiklar.
Kort beskrivning av ritningarna Figur 1 illustrerar kurvor över uppfångningssannolikheten för joniserade sputtrade targetatomer jämfört med neutrala sputtrade targetatomer som funktion av Vl/.TA/l/ll, och Lm/Lc. 20 25 30 535 381 5 Figur 2a visar ett spektrum som erhållits från en optisk spektrograf för en plasmasputtringsprocess med användning av en titanhålkatod, och i vilken plasmat genererats med hjälp av pulsad effektmatning. visar ett spektrum som erhàllits från en optisk spektrograf för en plasmasputtringsprocess med användning av en titanhålkatod, och l vilken plasmat genererats med hjälp av icke pulsad effektmatning. visar kvoten mellan joner och neutraler som funktion av pulsernas längd för en plasmasputtringsprocess med användning av en titanhålkatod och kvoten mellan joner och neutraler för en Figur 2b Figur 2c plasmasputtringsprocess med användning av icke pulsad effektmatning.
Figur 3a visar ett SEM-fotografi av molybdenpartiklar som producerats i enlighet med en utföringsform av processen enligt uppfinningen. visar ett SEM-fotografi av partiklarna som visas i Figur 3a vid en annan förstoring.
Figur 3b Figur 3c visar ett TEM-fotografi av en molybdenpartikel som producerats i enlighet med en utföringsform av processen enligt uppfinningen. visar ett SEM-fotografi av molybdenpartiklar som producerats i enlighet med en utföringsform av processen enligt uppfinningen. visar ett TEM-fotografi av en titanpartikel som producerats i enlighet Figur 3d Figur 4a med en utföringsform av processen enligt uppfinningen. visar ett TEM-fotografi av titanpartiklar som producerats i enlighet med en utföringsform av processen enligt uppfinningen.
Figur 4b Detaljerad beskrivning I föreliggande beskrivning skall termerna “att producera partiklar". "produktion av partiklafl, "producerade partiklar" eller liknande uttryck tolkas i deras vidaste mening om det inte uttryckligen anges något annat. Sålunda inkluderar dessa termer tillväxt av partiklar, kärnbildning och tillväxt av partiklar, deponering av material på en tidigare bildad partikel eller partikelkärna etc.
Vidare används termen "korn" för en partikel som ännu inte är i sitt slutliga tillstànd och termen inkluderar sålunda en tidigare bildad partikel eller partikelkärna pà vilken material ska deponeras för att producera den slutliga partikeln. 20 535 381 6 Termen "partikel" används för den slutliga partikeln som är ett resultat av processen, om det inte uttryckligen anges något annat.
Därtill kommer att när det refereras till temperaturer i föreliggande beskrivning, till exempel T,, Tml och T... skall detta tolkas i en vid mening; dessa är de temperaturer vid vilka medelenergin för partiklarna överensstämmer med de verkliga medelenergierna för partiklarna, tex W, = (3/2)kBT..
Processen enligt föreliggande uppfinning utnyttjar plasmasputtring för att producera små partiklar, så som partiklar med en storlek mindre än 10 pm.
Sputtring är den fysikaliska utstötningen av atomer från en targetyta. l plasmasputtringsprocessen genereras joner, till exempel argonjoner, i plasmat och dras ut ur plasmat och accelereras över en katod-"dark space". Targetet har en lägre potential än det omrâde l vilket plasmat bildas och targetytan attraherar därför positiva joner. De positiva jonerna rör sig mot targetet med en hög hastighet och stöter sedan emot targetet och får atomer att fysiskt stötas bort eller sputtras från targetytan.
Plasmat etsar sålunda en yta av ett target för att skapa atomer som används för att producera partiklarna genom att fångas upp på ytan av korn som finns i nämnda plasma. En del av atomerna kommer att joniseras i plasmat.
Mängden sputtrade atomer som joniseras beror på densiteten för plasmat, elektronernas energi och typen av atomer. Plasmasputtring som sådan är en tidigare känd process och kommer därför inte att beskrivas i närmare detalj i föreliggande beskrivning.
Plasmasputtringsprocessen enligt föreliggande uppfinning utnyttjar ett högdensitetsplasma, vilket säkerställer att en signifikant mängd av atomerna som sputtras från targetet joniseras i plasmat. Mängden atomer som joniseras beror på densiteten för plasmat och ökar med ökande plasmadensitet.
Korn kan fånga upp atomerna som sputtrats från targetet när atomerna kolliderar med kornen. Neutrala sputtrade atomer kan enbart fångas upp på ytan av kornen när de träffar det geometriska tvärsnittet av ett korn, och sannolikheten för en kollision är därför låg. Eftersom kornen i allmänhet är negativt laddade av plasmat kan dock sannolikheten för en kollision mellan ett korn och en sputtrad atom ökas om den sputtrade targetatomen är i form av en jon. Joniserade sputtrade atomer går sannolikt in en planetliknande bana omkring kornet som ett resultat av det elektriska fältet omkring kornet. lfall de sputtrade atomema är 20 25 30 535 381 7 positivt laddade kan därför kornen attrahera de positiva jonerna, vilket sålunda leder till en ökad sannolikhet för att fånga upp de sputtrade atomema på ytan av ett korn. Uppfångningssannolikheten för atomer pâ ytan av korn ökar därför till exempel med ökande densitet för plasmat. dvs med ökande plasmaelektrondensitet.
Det höga trycket, dvs processgasatomdensiteten, som används i den plasmagenererande apparaturen enligt föreliggande uppfinning säkerställer bland annat att hastigheten för de sputtrade atomerna är lägre än ifall konventionella drifttryck används. Eftersom hastigheten för de sputtrade atomerna är jämförelsevis låg är det mer sannolikt att korn3n kan attrahera de joniserade atomerna bland annat eftersom atomerna har längre uppehállstid i plasmat och sannolikheten för en kollision ökas därför. Därför ökar den förutbestämda processgasatomdensiteten som används i enlighet med föreliggande uppfinning uppfàngningssannolikheten och hastigheten av atomer på ytan av kornen, vilket sålunda leder till en högre produktionstakt av partiklar. l processen enligt föreliggande uppfinning beror sannolikheten för att atomer som sputtrats från targetet fångas upp av ett korn inte bara på kollisioner med neutraler och den geometriska utsträckningen av partikeln. såsom när det gäller normalt använda processer, utan även på ökningen i våglängd beroende på jon-jonkollisioner och ökningen av infångningsvolymen kring kornet beroende på attraktionskraften mellan den positiva jonen och den negativa partikeln. Sålunda är det klart att produktionstakten för partiklar ökas väsentligt genom processen enligt uppfinningen.
I enlighet med föreliggande plasmasputtringsprocess är plasmaelektrondensiteten n. och plasmaelektrontemperatur T. tillräckliga för att åstadkomma jonisering av åtminstone en del av de sputtrade targetatomerna och skapa ett uppfàngningsflöde av joniserade sputtrade targetatomer på korn.
Företrädesvis är processgasatomdensiteten ng, plasmaelektrondensiteten n, och plasmaelektrontemperatur T, tillräckliga för att ge upphov till ett uppfångningsflöde fiTA av de joniserade sputtrade targetatomerna på ytan av kornen som är högre än uppfångningsflödet I' MTA av neutrala sputtrade atomer på ytan av kornen.
Processen drivs så att åtminstone ett av följande fyra kriterier är uppfyllda: rlrA/(rlr/t "' rim) 2 015' 20 25 30 535 381 LrfA/Lc S 0,5, l/VrrA/We S 0,5, OCH (1 + 3LJL|TAX1 "' 4WJVVITA) > 10, där Fm är uppfängnlngsflödet av joniserade targetatomer på ytan av kornen, FNTA är uppfångningsflödet av neutrala targetatomer på ytan av kornen, Lml är den fria medelväglängden för de joniserade sputtrade targetatomerna inne i nämnda plasma. Wim är den kinetiska medelenergin förjoniserade sputtrade atomer i nämnda plasma och W. är elektronernas kinetiska medelenergi inne i nämnda plasma relaterad till T, genom We = (3/2)kBT,.
Det har konstaterats att en signifikant ökad produktivitet kan åstadkommas med hjälp av plasmasputtringsprocessen enligt föreliggande uppfinning. Detta är huvudsakligen ett resultat av det faktum att uppfàngningssannolikheten för joniserade targetatomer, ITA, på ytan av kornen är signifikant större än uppfångningssannolikheten för neutrala targetatomer, NTA.
Det höga uppfàngningsflödet av joniserade targetatomer åstadkoms genom att använda plasmasputtrlngsapparaturen i en specifik parameterrymd. definierad av processgasatomdensiteten nG, processgastemperaturen TG, plasmats elektrondensitet n., plasmats elektrontemperatur T, och den karakteristiska längden LC, såsom beskrivits ovan. Den karakteristiska längden LC är sådan att Les är lika med volymen av plasmat som genereras i nämnda apparatur, där plasmavolymen definieras såsom det område inom vilket avståndet till apparaturens vägg är längre än plasmats Debye-längd, AD = JsOkBTe/(neez).
Genom att operera i en sådan specifik parameterrymd säkerställs att en signifikant mängd av de sputtrade targetatomerna, TA, blir joniserad i plasmat, och att uppfångningsutbytet av de joniserade targetatomerna, ITA, är signifikant högre än hos neutrala targetatomer, NTA.
Den erforderliga graden av jonisering flrrA/(HNTA + Hm) efhåfls 99f1°m att operera vid n, och T. som är så höga att sannolikheten för elektronstötjonisering av targetatomerna är betydande under deras uppehållstid i plasmat. Höga n, och T, uppnås genom att mata tillräckligt mycket energi till plasmat.
Det erforderliga höga uppfângningsutbytet av de joniserade sputtrade targetatomerna, ITA, erhålls genom en kombination av två effekter som båda uppträder när de fria medelväglängderna för ITA-kollision är kortare än den 20 25 30 535 381 9 karakteristiska längden hos apparaturen Le. Den första effekten är att uppfångningsgraden, genom elektrostatisk attraktion hos ITA till de negativt laddade kornen, ökar drastiskt när den kinetiska medelenergin för ITA, lfl/m., blir lägre än elektronernas kinetiska medelenergi We. We är relaterad till Te genom We = (3l2)kBTe, där kB är Boltzmanns konstant. Den erforderliga låga Wmt åstadkoms genom att hålla nG sä hög att den fria medelväglängden för ITA, för termaliserande kollisioner med processgasen, är mycket kortare än Le. Den andra effekten är att en kortare fri medelväglängd för impulsutbyteskollisioner ger en längre uppehållstid för ITA, och därmed ökar den fraktion av ITA som kan fångas upp på korn som finns i plasmat innan de lämnar plasmaområdet. Både kollisioner mellan ITA och fyllnadsgas, och kollisioner mellan ITA och plasmajoner, bidrar till en längre uppehållstid för ITA i plasmat. Högre kollisionsrat mellan ITA och gas uppnås genom högre processgasdensitet, definierad av processgasatomdensiteten nG. Högre kollisionsgrad mellan ITA och plasmajoner åstadkoms genom en kombination av högre plasmadensitet, definierad av plasmaelektrondensiteten ne, och lägre ITA-medelenergi l/Vm, den senare eftersom jon-jon-coulombkollisionstvärsnittet ökar med minskande VVWA. l enlighet med plasmasputtringsprocessen enligt uppfinningen styrs sålunda parametrarna nG, TG, ne och Te såsom summeras nedan.
Processgasatomdensiteten ng bör vara hög för att effektivt termalisera de joniserade sputtrade targetatomerna, ITA. och för att öka uppehållstiden för ITA i plasmat.
Processgastemperaturen TG bör vara låg för att erhålla en låg kinetisk medelenergi för joniserade sputtrade targetatomer, ITA, som i sin tur ger effektivare elektrostatisk uppfångning på kornen och bidrar till den längre uppehållstiden för ITA genom dess påverkan på coulomb-jon-jonkollisioner.
Plasmats elektrondensitet ne bör vara hög för att jonisera sputtrade targetatomer under deras uppehållstid i plasmat, och bidra till en längre uppehållstid för de joniserade sputtrade targetatomerna i nämnda plasma.
Plasmats elektrontemperatur bör vara tillräckligt hög för att möjliggöra jonisering av sputtrade targetatomer under deras uppehållstid i plasmat, och för att hålla den kinetiska medelenergin för lTA, lll/m, mycket lägre än elektronernas termiska medelenergi, We. 20 25 30 535 381 10 Genom att styra de ovan identifierade parametrarna är det sålunda möjligt att uppnå ett signifikant högre uppfångningsflöde av joniserade targetatomer, jämfört med uppfångningsflödet av neutrala targetatomer, på ytan av korn.
Produktiviteten hos plasmasputtringsprocessen enligt föreliggande uppfinning är därför betydligt högre än hos konventionella plasmasputtringsprocesser för produktion av partiklar.
För fackmannen är det självklart att lämpliga specifika värden på de ovan specificerade parametrarna beror på typ av plasmagenererande apparatur som används liksom dimensionerna på apparaturen, och materialet som används för att producera partiklarna. Dock skulle fackmannen enkelt kunna bestämma de specifika värdena på parametrarna för en vald plasmagenererande apparatur och ett material som används för att producera partiklarna, så länge som de uppfyller kriterierna att en avsevärd mängd av de sputtrade targetatomerna joniseras av plasmat så att ett uppfångningsflöde av joniserade sputtrade targetatomer till ytan av kornen erhålls. l enlighet med en utföringsform av uppfinningen är fiTA/(QTA + FNTA) 2 0,5.
Fastän flödena Fm och FNTA är svåra att mäta direkt kan det indirekt visas att det är realistiskt att nå det parameterintervall som täcks av detta kriterium. En hög grad av jonisering av de sputtrade targetatomerna kan erhållas genom att operera vid n. och T. som är så höga att sannolikheten för elektronstötjonisering av de sputtrade targetatomerna är tillräckligt hög under deras uppehållstid i plasmat.
Tillräckligt höga n, och T. erhålls genom att mata tillräckligt mycket energi till plasmat. Detta låter sig göras, till exempel såsom beskrivs i Helmersson m fl, 2006, Thin Solid Films, 513, s 1-24, genom att använda en separat lnduktionsspole såsom i induktivt kopplad plasma-magnetronsputtring (ICP-MS), eller genom att använda pulsade urladdningar såsom i högeffektpulsade magnetronsputtringsanordningar (HiPlMS). l HiPlMS-anordningar rapporteras vissa fall med mer än 90 % sputtrade metalljoner under den aktiva fasen av urladdningen, Bohlmark m fl, 2005, J. Vac, Sci. Technol., A23, 18; Lundin m fl, 2008, Plasma Sources Sci. Technol., 17, 125009. Betrakta ett korn ien sådan plasmamiljö, där densiteten för joniserade targetatomer är högre än densiteten för neutrala targetatomer; även om de positivt laddade /TA inte attraherades av de negativt laddade kornen skulle fiTA vara större än FNTÅ. Kriteriet fiïA/(QTA + FNTA) 2 30 535 381 11 0,5 skulle sålunda vara uppfyllt. Det är därför tydligt att kriteriet kan uppfyllas om korn förs in i redan existerande och väl studerade plasmaanordningar.
I enlighet med en annan utföringsform av uppfinningen är Lm/L., s 0,5. När detta kriterium är uppfyllt används skapade ITA effektivare för tillväxt av partiklar.
En kortare fri medelväglängd resulterar i en långsammare diffusion och längre uppehållstid för de joniserade sputtrade targetatomerna inne i plasmavolymen och sålunda en större möjlighet att fångas upp av ett korn snarare än att försvinna ut till apparaturens väggar. En kortare Lml reducerar även behovet av en hög korndensitet i plasmat under tillväxtprocessen eftersom uppehållstiden för ITA blir längre och ITA har en större chans att fångas upp på korn vid en given korndensitet. Såsom tidigare diskuterats bidrar både kollisioner mellan jon och neutral (ITA-gas) och kollisioner mellan joner (ITA-plasmajon) till en längre diffusionstid. l enlighet med ännu en annan utföringsform av uppfinningen är VVmi/We s 0,5. Anledningen till detta kriterium är att, givet samma korndensitet, ökar uppfångningsraten av ITA på korn drastiskt i detta intervall av Vl/mi, beroende på den elektrostatiska attraktionen. Den erforderliga låga Vl/mi uppnås genom att hålla ng så högt att den fria medelväglängden för ITA, för termaliserande kollisioner med gasen, är mycket kortare än Lc.
Ett specialfall kan betraktas, där processen enligt uppfinningen utförs i en vertikalt arrangerad plasmagenererande hålkatodapparatur med ett flöde av processgas igenom katoden. Flödet av processgas, plasma och korn ut ur den undre katodöppningen expanderas i området just under katoden. och blandas med den omgivande processgasen, vilket får temperaturen på beståndsdelarna att utvecklas olika. Den neutrala processgasen blandas med den kallare kringliggande processgasen och blandningen uppnår en gemensam temperatur Tgm. Genom kollisioner med denna neutrala gas kyls de joniserade sputtrade targetatomerna, ITA, snabbt ner och närmar sig 711,, = Tgm. Elektronerna förlorar å andra sidan energi mycket långsammare eftersom den fria medelväglängden mellan energiförlustkollisioner för elektroner, genom elastiska kollisioner med gasatomer, är i storleksordningen Aenefg; = /laasfiskflmgaslmey Den snabba avkylningen av ITA kombinerad med den mycket långsammare avkylningen av elektronerna ger därför ett plasma i parameterintervallet Vl/mß 0,5W., i området just under hålkatoden. 20 30 535 38'l 12 Partikelenergifördelningarna i plasmaurladdningar awiker vanligtvis från exakta termiska maxwellfördelningar. För elektroner kan högenergisvansen awika från en maxwellfördelad av flera orsaker. Överpopulationer av svansen kan uppstå om elektronema tillförs energi från elektriska fält och kyls genom coulomb-jon- elektronkollisioner, eftersom sådana kollisioner representeras av tvärsnitt som minskar drastiskt med ökande elektronenergi. Underpopulationer av elektronernas högenergisvans kan uppstå genom joniserings- och excitationskollisioner med neutraler som bara uppträder för energier ovanför tröskelvärden för processen enligt uppfinningen. Även awikelser från termiska fördelningar av joner förväntas av olika skäl.
Kriterierna LnA/Lc s 0,5 och VVnA/W, s 0,5 är oberoende och kan visas genom att betrakta ett specialfall. Betrakta en ITA med en termisk hastighet um som startar på ett avstånd L., från apparaturens vägg. Diffusionstiden är av storleksordningen rm z L-Dä z (1 + få), där diffusionskoefficientsuttrycket D z Lrl-AuyfA/ 3 har använts, och en funktion har valts som går mot LO/um i det kollisionsfria fallet. Sannolikheten att en ITA stöter på ett korn innan den försvunnit ut till väggen är därför approximativt proportionell mot (1 + 3LJL|TA). Sannolikheten för upptagning vid en sådan sammanstötning beror på potentialen för komet och energin och laddningen för ITA. Detta är ett problem som är väl studerat i plasmafysik eftersom det är centralt i både Langmuir-sondteori och istoftplasma- fysik. Sannolikheten för upptagning är, i intervallet We > lll/mt, approximativt proportionell mot (1 + 4WJVV|TA). Beroendet av Well/WTA är kvalitativt lätt att förstå.
Den negativa potentialen för kornen är proportionell mot elektronenergin, itypiska fall av storleksordningen 3kB T.,/e. Med en given potential är en lågenergi-ITA lättare att attrahera och representeras därför av en större upptagningssannolikhet.
Dessa två mekanismer kan slås ihop i en approximativ ekvation Ekv. 1 för sannolikheten P för att en ITA, som startar på ett avstånd LC från väggen. ska tas upp på ett korn snarare än att försvinna ut till väggarna.
RTA-uppmgiing °c (1 + 31%-, / Lmt X1 + 4We / ulrm) (Ekv- 1) Effekten av Ekv.1 illustreras i Figur 1. Kurvorna representerar de ekvivalenta värdena för högerledeti Ekv. 1. Större värden motsvarar effektivare 15 20 25 30 535 381 13 upptagning av joniserade sputtrade targetatomer på ytan av korn. Varje kurva är markerad med ett värde för Ekv. 1 för den specifika kombinationen av parametrar LiU/LC och lMTA/W.. Dessutom illustrerar figuren kriterierna LiU/L., s 0,5 och vMv/W, s 0,5.
Det framgår tydligt av Figur 1 att uppfàngningssannolikheten för en joniserad sputtrad targetatom på ytan av ett korn ökar med minskande kvot mellan Lml och LC liksom med minskande kvot mellan Wmi och We. l enlighet med en föredragen utföringsform av plasmasputtringsprocessen är processgasatomdensiteten ng och elektrondensiteten n., sålunda sådana att åtminstone ett av följande två kriterier är uppfyllda: flïfi _<_ o,s och W"^ s o,s e Minskning av kriteriet Ll-fA/Lc ökar uppfångningsgraden av joniserade targetatomer på ytan av kornen, såsom indikeras i Figur 1. Därför är Liv/L., företrädesvis lika med eller mindre än 0,4, hellre lika med eller mindre än 0,3.
Vidare ökar uppfångningsgraden av joniserade targetatomer på ytan av kom med minskad lMfA/We, såsom indikeras i Figur 1. Därför är vl/m/W, företrädesvis lika med eller mindre än 0,4, hellre lika med eller mindre än 0,3.
Det är uppenbart från Figur 1 att sannolikheten för en sputtrad targetatom på ytan av ett korn, och sålunda produktiviteten, är högst när båda de ovan identifierade kriterierna är uppfyllda.
Processen enligt föreliggande uppfinning kan till exempel användas för att växa partiklar genom att föra in tidigare bildade partiklar eller partikelkärnori processen och utnyttja processen för att deponera sputtrade targetatomer på ytan av de tidigare bildade partiklarna eller partikelkärnorna. De tidigare bildade partiklarna eller partikelkämorna kan föras in i plasmasputtringsapparaturen i enlighet med tidigare kända metoder. Det bör påpekas att termen "korn" som används i föreliggande beskrivning i sådant fall avser nämnda tidigare bildade partiklar eller partikelkärnor.
Det är även möjligt att belägga redan bildade partiklar av ett första material med ett andra material genom föreliggande process genom att föra in partiklarna av det första materialet, varvid nämnda partiklar av det första materialet 20 25 30 535 381 14 sålunda utgör korn i föreliggande beskrivning, i processen och använda ett target som innefattar det andra materialet. Det första materialet och det andra materialet kan vara samma material eller kan vara olika material.
Processen enligt föreliggande uppfinning kan även användas för att producera partiklar genom att bilda partikelkärnor in-situ och växa nämnda partikelkärnor för att bilda partiklar.
Vidare är det möjligt att producera partiklar av föreningar, så som oxider, karbider, nitrider eller liknande, genom att föra in en reaktiv gas, eller en gasblandning som innefattar en reaktiv gas, där den reaktiva gasen innefattar ett föreningsbildande grundämne. I föreliggande beskrivning är en reaktiv gas en gas som innefattar åtminstone ett grundämne som kan reagera med ytan av kornen eller ytan av bildade partiklar och sålunda bilda en förening. En reaktiv gas enligt föreliggande beskrivning kan även vara en gas som innefattar ett grundämne som kan reagera med de sputtrade targetatomerna innan de tas upp på kornen. Ifall den reaktiva gasen till exempel är en syreinnehållande gas eller en kväveinnehållande gas kan den reaktiva gasen även utgöra processgasen och användas för att skapa plasmat.
Den reaktiva gasen, eller gasblandningen som innefattar en reaktiv gas, förs företrädesvis in i plasmaområdet av den plasmagenererande apparaturen för att maximera effekten därav. Det är dock även möjligt att föra in den reaktiva gasen, eller gasblandningen som innefattar den reaktiva gasen, just utanför plasmaområdet, men innan partiklarna tas upp_ Detta är ett föredraget alternativ om enbart ytan av partiklarna ska reageras med det reaktiva grundämneti den reaktiva gasen.
Dessutom kan processen naturligtvis även användas för att producera partiklar som innefattar en flerskiktsstruktur.
Sålunda framgår det tydligt av ovanstående att plasmasputtringsprocessen kan användas för att producera skräddarsydda partiklar.
Produktiviteten hos plasmasputtringsprocessen ökar drastiskt med ökande grad av joniserade sputtrade targetatomer. Därför bör energin som matas till plasmat företrädesvis vara tillräcklig för att erhålla en jonisering av åtminstone 20 %, hellre åtminstone 30 %, av de sputtrade targetatomerna. Enligt en särskilt 10 20 25 30 535 381 15 föredragen utföringsform joniseras åtminstone 45 % av de sputtrade targetatomerna i plasmat.
Det finns en mängd möjligheter att erhålla det erforderliga högdensitetsplasmat. Det är allmänt känt att ett högdensitetsplasma kan skapas genom att öka effekten som läggs på plasmat. Ökning av effekten kan dock öka risken att etablera ett tillstånd med elektriskt sammanbrott som skulle kunna leda till en icke önskvärd elektrisk urladdning i apparaturen. Enligt en föredragen utföringsforrn bildas därför högdensitetsplasmat med användning av matning av pulsad elektrisk effekt, så som en pulsad likström. Den pulsade effekten möjliggör en hög effektmatning i pulsen utan att värma katoden i onödan. Detta är ett resultat av att medeleffekten av urladdningen är låg även om relativt stora effektpulser appliceras periodiskt.
Pulserna appliceras företrädesvis huvudsakligen i form av fyrkantspulser för att maximera den effekt som uppnås av varje puls och säkerställa att tillräcklig effekt appliceras på plasmat under drift. Dock är det även tänkbart att använda en sinusformad puls även om detta är mindre föredraget.
De specifika betingelserna för längden på pulserna, frekvens och effekt bör företrädesvis vara anpassade till materialet och storleken på katoden, dvs targetet, liksom den plasmagenererande apparaturen som används. Företrädesvis används en frekvens av cirka 200-2000 Hz och längden på varje puls skulle lämpligen kunna vara cirka 10-100 us, företrädesvis cirka 20-70 us. Fackmannen skulle dock enkelt kunna bestämma de specifika parametrama för ett val av material och storlek på katoden genom rena rutintester.
Som ett exempel enbart, skulle. i det fall en titanhålkatod med en innerdiameter av 5 mm och en längd av 50 mm används, urladdningsströmmen lämpligen kunna vara cirka 40 A, pulsernas längd cirka 20-50 us och repetitionsfrekvensen cirka 600 Hz. Vidare skulle approximativt samma parametrar kunna användas för hålkatoder med samma dimensioner, där hålkatoden är gjord av molybden eller koppar.
Enligt en föredragen utföringsforrn utförs processen enligt uppfinningen i ett hålkatodsystem. Det är allmänt känt att det är möjligt att erhålla plasmer med hög densitet i sådana system. Hålkatodsystem kan mycket effektivt använda i stort sett alla joner från targetet, vilket sålunda leder till en mycket effektiv process.
Vidare är det också lätt att kontrollera gasflödet igenom ett hålkatodsystem som i 20 30 535 381 16 sin tur möjliggör effektiv processreglering. Till exempel kan storleken på partiklarna enkelt kontrolleras genom gasflödet. Dessutom tillhandahåller ett hålkatodsystem en process i vilken kornen är omslutna av targetet. En ytterligare fördel med ett hålkatodsystem är att processen kan utformas att vara en kontinuerlig process. Detta är naturligtvis en fördel framför ett satsvist arbetande system i vilket processen måste stängas av för att avlägsna de bildade partiklarna och där det kan vara svårare att kontrollera uppehållstiden för kornen inne i plasmat.
En ytterligare fördel med den plasmagenererande hålkatodapparaturen är att när processgasen flödas igenom hålkatoden, istället för att skicka in processgasen i apparaturen till exempel från sidan, expanderar processgasen när den lämnar området för hålkatoden, och sålunda reduceras temperaturen på gasen. Denna effekt främjar bildningen av partiklarna eftersom den automatiskt kyler kornen och de bildade partiklarna.
Dessutom år det möjligt att arrangera ett flertal hålkatodtarget, det ena efter det andra, för att bilda ett hålkatodtargetsystem. De olika hålkatoderna i systemet kan till exempel göras av olika material, vilket sålunda möjliggör en plasmasputtringsprocess i vilken partiklar med en flerskiktsstruktur produceras. Ett sådant hålkatodsystem eliminerar därmed behovet av insamling av partiklarna efter deponering av varje separat skikt och ökar sålunda signifikant produktiviteten av partiklar med flerskiktiga strukturer.
Det är dock självklart för fackmannen att processen enligt uppfinningen även kan utföras i andra typer av system som kan alstra ett plasma med hög densitet. Till exempel kan processen enligt uppfinningen lämpligen utföras med användning av ett magnetronsputtringssystem. Magnetronsputtringssystem använder magnetfält som är formade för att fånga in och koncentrera sekundära elektroner i närheten av targetytan. Magnetfälten ökar densiteten av elektroner och därför ökar plasmadensiteten i ett område som är i närheten av targetytan.
Den ökade plasmadensiteten ökar sputterdeponeringshastigheten.
Plasmasputtringsmagnetronapparaturen kan lämpligen vara en apparatur som använder en separat induktionsspole såsom i induktivt kopplad plasmamagnetronsputtring (lCP-MS) eller en apparatur som använder pulsade urladdningar såsom i högeffektpulsade magnetronsputtringsanordningar (HiPlMS). 20 25 30 535 381 17 Detta har tidigare beskrivits i Helmersson mfl, 2006, Thin Solid Films, 513, s 1- 24, vilken inkorporeras häri genom referens.
Processen enligt föreliggande uppfinning kan användas för att producera partiklar som innefattar alla typer av material. Katodmaterial är alla ledande, eller åtminstone halvledande, material, inklusive elektriskt ledande föreningar eller kompositer i vilka åtminstone en av komponenterna i kompositen är elektriskt ledande. _ Partiklarna som produceras med hjälp av plasmasputtringsprocessen enligt föreliggande uppfinning kan samlas upp i enlighet med kända tekniker. Till exempel kan partiklarna samlas upp på ett substrat eller genom ett system där partiklarna år suspenderade i en bärargas.
Ifall partiklarna ska samlas upp på ett substrat bör det dock noteras att ett sådant substrat företrädesvis bör vara placerat tillräckligt långt från katoden och plasmat för att tillåta de bildade partiklarna att kylas effektivt innan de samlas upp.
Det lämpliga avståndet beror på den plasmagenererande apparatur som används, materialet av vilket partiklarna bildas, och de specifika parametrarna som valts för processen. Dock kan fackmannen bestämma ett lämpligt avstånd genom rutintester. Om så önskas kan ett flöde av kylgas föras in i apparaturen nedströms plasmat, men uppströms substratet för uppsamling, för att främja avkylningen av partiklarna före uppsamling. Ett exempel på en lämplig kylgas är helium.
Såsom tidigare diskuterats beror de specifika värdena på parametrarna som används i processen på den apparatur som används, dimensionerna därav, och materialet av vilket partiklarna ska produceras. Dock föredras det i de flesta fall att plasmats elektrondensitet n., är åtminstone 10"/m3, företrädesvis åtminstone 101°/m3. I de flesta fall föredras det också att medeleffekten som tillförs katoden är åtminstone 30 000 W/mz, företrädesvis åtminstone 35 000 W/mz.
Dessutom föredras det i de flesta fall att processgasatomdensiteten nG är lika med en processgasatomdensitet av åtminstone 3-102'lm'°', företrädesvis åtminstone 1022lm3, för ett fall där den plasmagenererande apparaturen är en hålkatodapparatur i vilken hålkatoden har en innerdiameter av 5 mm (vilket motsvarar ett tryck av cirka 0,1 Torr). De specificerade värdena för processgasatomdensiteten har givits såsom lika med processgasatomdensiteten för ett specifikt fall eftersom de beror på den apparatur som används och dimensionerna därav, och kan sålunda inte specificeras för varje specifikt fall. För 20 25 30 535 381 18 en vald apparatur och dimension därav annan än det specificerade fallet ska sålunda värdena på processgasatomdensiteten räknas om för den apparatur som används och dimensionen därav, så att de svarar mot det ovan specificerade fallet. För en hàlkatod med en innerdiameter av 600 pm bör till exempel processgasatomdensiteten företrädesvis vara cirka 3- 102"/m3 (vilket motsvarar ett tryck av cirka 100 Torr).
Processen kan användas för att producera partiklar med en storlek inom omrâdet från cirka 1 nm till cirka 10 um, och är särskilt lämplig för nanopartiklar med en storlek av cirka 5 nm till 500 nm.
Partiklarna som produceras med hjälp av plasmasputtringsprocessen kan vara huvudsakligen sfäriska. Dock kan de även ha andra former, så som huvudsakligen ovala eller ha en oregelbunden form, beroende på materialet av vilket partiklarna produceras och de valda parametrarna som används under processen.
Experimentella resultat- grad av jonisering Titanpartiklar producerades i en plasmasputtringsapparatur som innefattade en vertikalt arrangerad hålkatod i enlighet med en utföringsforrn av uppfinnlngen, med användning av en effektmatning med pulsad likström.
Pulsernas längd sattes till 50 us, och pulserna applicerades med användning av en fyrkantpuls vid en frekvens av 600 Hz. Medeleffektmatningen till hålkatoden var cirka 72 W. Vidare upprepades processen i samma apparatur med användning av plasma genererad med hjälp av en effektmatning med konstant (icke pulsad) likström, utförd vid cirka 80 W. l båda fallen användes en hålkatod av titan med en innerdiameter av 5 mm och en längd av 50 mm. Argon användes såsom processgas och fördes in i apparaturen från sidan av apparaturen och under hålkatoden. Trycket inne i apparaturen hölls vid cirka 1 Torr under drift med hjälp av reglering av flödet av processgasen in i apparaturen.
För att undersöka jondensiteten i plasmat användes en optisk spektrograf.
Spektra detekterades ovanifrån hàlkatoden och utmed dess geometriska mittaxel.
Figur 2a visar resultatet av processen med användning av pulsad effektmatning, och Figur 2b visar resultatet av processen vid användning av icke pulsad effektmatning. Olika toppar är identifierade i figurerna, i vilka "Till" avser enkelt 20 25 30 535 381 19 joniserade titanatomer, "Ti|“ avser exciterade neutrala titanatomer, "Arll" avser enkelt joniserade argonatomer och "Arl" avser exciterade neutrala argonatomer.
Det framgår tydligt av Figur 2a att sputtrade titanatomer joniseras under processen. l den process i vilken en konstant effektmatning användes var dock mängden joniserade titanatomer avsevärt lägre såsom visas i Figur 2b.
Dessutom undersöktes effekten av pulsens längd. Figur 2c visar kvoten mellan joner och neutraler som funktion av pulsernas längd. Linjen betecknad "Arll/Arl" visar kvoten mellan joniserade argonjoner och neutrala argonatomer och linjen betecknad "TillfTil" visar kvoten mellan joniserade titanatomer och neutrala titanatomer, när ett pulsat plasma användes. Linjerna betecknade "DC Arll/Arl" respektive "DC Till/Til" visar kvoterna när ett icke pulsat plasma användes.
Figuren visar att kvoten mellan titanjoner och titanneutraler är cirka 1 när en 20 ps puls användes, vilket motsvarar en grad av jonisering av cirka 50 %. När det gäller den icke pulsade effektmatningen var dock kvoten mellan joner och neutraler mindre än 0,2, vilket innebär att graden av jonisering av de sputtrade targetatomerna är mindre än cirka 17 %.
Figuren indikerar också att graden av jonisering av sputtrade titanatomer blir något lägre vid användning av längre pulser än 20 us, men graden av jonisering av argonatomerna ökas.
Det bör påpekas att resultaten ovan är relativt grova eftersom det inte är säkert att spektrumen bestämdes därjondensiteten är som högst. Dock illustrerar det tydligt att en signifikant högre grad av jonisering av sputtrade targetatomer är möjlig vid användning av pulsad effektmatning för att skapa plasmat. Dessutom är det tydligt att det är möjligt att erhålla en grad av jonisering av sputtrade titanatomeri storleksordningen 50 %. Detta kommer att leda till ett betydande uppfångningsflöde av sputtrade targetatomer till ytan av kornen.
Experimentella resultat- molybdenpartiklar Partiklar av molybden producerades i en plasmasputtringsapparatur som innefattade en vertikalt arrangerad hàlkatod. Katoden hade en innerdiameter av 5 mm och en längd av 50 mm. Argon användes såsom processgas och flödades igenom hâlkatoden. Trycket reglerades vid cirka 1,0 Torr. Plasmatproducerades med användning av pulsad effektmatning med en längd på pulserna av 40 um och vid en frekvens av 500 Hz. Medeleffekten var cirka 110 W som erhölls genom att 20 25 30 535 381 20 använda en maximal ström av cirka 50 A och en maximal spänning av cirka -640 V.
Partiklarna togs upp på ett Ta-belagt substrat av Si placerat approximativt 10 cm under hålkatoden. En spänning av cirka +30 V applicerades på substratet för att effektivt ta upp partiklarna.
Figur 3a visar ett fotografi av partiklar som erhölls genom processen taget i ett svepelektronmikroskop (SEM) vid en förstoring av 59780 gånger. Diametern av partiklama varierade från cirka 450 nm till cirka 600 nm. Såsom framgår från figuren var partiklarna huvudsakligen sfäriska och hade något ojämna ytor, vilket indikerar att de var bildade vid en relativt låg temperatur.
Figur 3b visar ett motsvarande SEM-fotografi av partiklarna (de ljusa punkterna) vid en förstoring av 1130 gånger. Det framgår tydligt av bilden att partiklarna är väl dispergerade, dvs inte agglomererade, och har en relativt snäv storleksfördelning.
Den fria medelväglängden för de joniserade sputtrade targetatomerna uppskattades teoretiskt till kortare än 1 mm, och kriteriet LjfA/Lc < 0,5 var sålunda uppfylltt med en marginal av åtminstone en faktor 10 vid betraktande av att Lfi är lika med volymen av plasmat. Även om den karakteristiska längden Le av apparaturen betraktas vara innerdiametern av katoden skulle kriteriet Lmt/Lc < 0,5 vara uppfyllt med en marginal av åtminstone en faktor 2,5. Sålunda är det tydligt att det är möjligt att producera partiklar i enlighet med kriterierna för processen enligt uppfinningen. l en andra provning producerades molybdenpartiklar i principiellt samma apparatur som i den tidigare provningen. Samma längd på pulserna, frekvens, dimension av hålkatoden, processgas och tryck användes som i den tidigare provningen, och processgasen flödades igenom katoden. Medeleffekten var dock i detta fall 80 W, vilken erhölls genom att använda en maximal ström av cirka 35 A och en maximal spänning av cirka -600 V. En spänning av cirka +40 V applicerades på substratet som användes för att samla upp partiklarna. Dessutom tilläts plasmat i denna andra provning sträcka sig mot närheten av substratet där partiklarna samlades upp, vilket till exempel åstadkommas genom att låta substratet vara den närmaste jordanslutningen till plasmat.
Figur 3c visar ett fotografi taget i transmissionselektronmikroskop (TEM) av en partikel som erhölls i den andra provningen. Den vita linjen i det vänstra 20 25 30 535 381 21 undre hörnet illustrerar avståndet 20 nm, vilket sålunda visar att storleken på partikeln var i storleksordningen cirka 200 nm. Figur 3d visar ett SEM-fotografi av partiklarna vid en förstoring av 2510 gånger. Såsom visas i Figurerna 3c och 3d var partiklarna huvudsakligen sfäriska, hade en slät yta och var enkristallina.
Dessutom var partiklarna inte agglomererade och sålunda fint dispergerade.
Vidare observerades en högre koncentration av erhållna partiklar, jämfört med den tidigare provningen.
Jämförelse av partiklarna som visas i Figur 3a med partikeln som visas i Figur 3c visar tydligt att utseendet på partiklamas yta från de första respektive andra provningarna skiljer sig åt. Detta indikerar att partiklarna ide olika provningarna bildades vid olika temperaturer.
Experimentella resultat - titanpartiklar Partiklar av titan producerades med hjälp av en vertikalt arrangerad plasmagenererande hålkatodapparatur, med användning av en effektmatning med pulsad likström. Pulsernas längd sattes till 30 us, och pulserna applicerades med användning av en fyrkantspuls med en frekvens av 600 Hz. Medeleffektmatningen till hålkatoden var cirka 88 W, applicerad med användning av maximalt cirka 50 A och maximalt cirka -536 V.
Katoden hade en innerdiameter av 5 mm och en längd av 50 mm. Argon användes såsom processgas och fördes in i apparaturen från sidan, under hålkatoden. Trycket reglerades till cirka 1,0 Torr.
Partiklarna samlades upp på ett substrat utan någon spänning applicerad på substratet.
Figur 4a visar ett fotografi taget i transmissionselektronmikroskop (TEM) av en erhållen partikel, och i vilket den vita linjen i det undre vänstra hörnet visar avståndet 50 nm. Figur 4b visar ett motsvarande TEM-fotografi av flera partiklar, och i vilket den vita linjen i det undre vänstra hörnet visar avståndet 5 um.
Partiklarna konstaterades vara enkristaller.
Claims (19)
1. Plasmasputtringspfocess för att producera partiklar med en storlek mindre än 10 pm, varvid processen innefattar - att tillhandahålla ett target i en plasmagenererande apparatur, varvid nämnda apparatur har en karakteristisk längd L., där Lea är lika med volymen av plasmat som genereras i nämnda apparatur, - att föra in en processgas i nämnda plasmagenererande apparatur och reglera trycket inne iden plasmagenererande apparaturen för att erhålla en processgasatomdensitet nG, - att skapa ett plasma inne i nämnda plasmagenererande apparatur och reglera energin som ges till nämnda plasma för att erhålla en plasmaelektrondensitet n. och en plasmaelektrontemperatur T., - att sputtra atomer från nämnda target med hjälp av nämnda plasma, - att tillåta de sputtrade atomerna att fångas upp på ytan av korn som finns i nämnda plasmagenererande apparatur och sålunda producera partiklar, i vilken plasmaelektrondensiteten ne och plasmaelektrontemperaturen T., är tillräckliga för att åstadkomma jonisering av åtminstone en del av de sputtrade targetatomerna, vilket sålunda resulterar i ett uppfångningsflöde av joniserade sputtrade targetatomer på ytan av kornen; och i vilken följande kriterium är uppfyllt LrfA/Lc s 0,5 där Lmi är den fria medelväglängden för de joniserade sputtrade targetatomerna inne i nämnda plasma, och i vilken den plasmagenererande apparaturen drivs av en matning av pulsad elektrisk effekt med en frekvens_av åtminstone 100 Hz och med en längd på pulserna av åtminstone 5 ps, och varvid energin som ges till plasmat är tillräcklig för att uppnå jonisering av åtminstone 20 % av de sputtrade atomerna i nämnda plasma.
2. Process enligt krav 1, i vilken I' "A/(FITA + I' Nm) 2 0,5, företrädesvis FITA/(FHA + FNTA) 2 0,66, helst fWA/(HTA + FNTA) 2 0,70, där Fm är 20 25 30 535 381 23 uppfångningsflödet av joniserade targetatomer på ytan av korn, Fm är uppfångningsflödet av neutrala targetatomer på ytan av korn.
3. Process enligt något av föregående krav, i vilken energin som ges till plasmat är tillräcklig för att uppnå jonisering av åtminstone 30 % av de sputtrade atomerna i nämnda plasma.
4. Process enligt något av föregående krav, i vilken den plasmagenererande apparaturen är en hålkatodapparatur.
5. Process enligt något av kraven 1 till 3, i vilken den plasmagenererande apparaturen är en magnetronsputtringsapparatur.
6. Process enligt något av föregående krav, varvid (1 "' 3Lc/L|TA)(1 * 4We/VWTA) > 10 där lll/m. är den kinetiska medelenergin för joniserade sputtrade atomer i nämnda plasma och W. är elektronernas kinetiska medelenergi inne i nämnda plasma relaterad till T, genom W, = (3/2)kBTe,.
7. Process enligt något av föregående krav, i vilken den elektriska effekten huvudsakligen matas i form av fyrkantpulser.
8. Process enligt något av föregående krav, i vilken matnlngen av pulsad elektrisk effekt appliceras med en frekvens av 200-2000 Hz och med en längd på pulserna av 10-100 ps, företrädesvis 20-70 ps.
9. Process enligt något av föregående kraven, i vilken medeleffekten som appliceras på katoden är åtminstone 30 000 Wlmz.
10. Process enligt något av föregående krav, i vilken processgasatomdensiteten nG och elektrondensiteten n, är sådana att WTF s 0,5 där Vl/.TA är den kinetiska medelenergin förjoniserade sputtrade e 20 25 30 535 381 24 atomer i nämnda plasma och W, är elektronernas kinetiska medelenergi inne i nämnda plasma relaterad till Te genom W. = (3/2)kBT,,
11. Process enligt något av föregående krav, i vilken f? s 0,4,företrädesvis C är “ß g 0,3. l-c
12. Process enligt något av kraven 10 och 11, i vilken % S 0,4, företrädesvis 6 W ar% s 0,3. 0
13. Process enligt något av föregående krav, i vilken processgasen är en inert gas, en reaktiv gas. en gasblandning av inerta gaser, eller en gasblandning som innefattar åtminstone en reaktiv gas.
14. Process enligt något av föregående krav, i vilken nämnda plasma skapas åtminstone delvis av nämnda processgas.
15. Process enligt något av kraven 1 till 14, i vilken processgasen är en inert gas och processen vidare innefattar att föra in en reaktiv gas eller en gasblandning som innefattar en reaktiv gas i nämnda plasmagenererande apparatur.
16. Process enligt något av föregående krav, i vilken nämnda korn förs in i nämnda plasmagenererande apparatur.
17. Process enligt något av kraven 1 till 16, i vilken nämnda korn bildas in-situ i nämnda plasmagenererande apparatur.
18. Process enligt något av föregående krav, i vilken plasmaelektrondensiteten n, är åtminstone 1017/m3.
19. Process enligt något av föregående krav, i vilken processgasatomdensiteten nG är lika med en processgasatomdensitet av 535 381 25 åtminstone 3-102'/m3 för ett fall där den plasmagenererande apparaturen är en hålkatodapparatur i vilken hàlkatoden har en innerdiameter av 5 mm.
Priority Applications (6)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SE1050173A SE535381C2 (sv) | 2010-02-24 | 2010-02-24 | Plasmasputtringsprocess för att producera partiklar |
US13/579,862 US9447493B2 (en) | 2010-02-24 | 2011-02-22 | Plasma sputtering process for producing particles |
CN201180008628.0A CN102803548B (zh) | 2010-02-24 | 2011-02-22 | 用于生产颗粒的等离子体溅射工艺 |
PCT/SE2011/050201 WO2011105957A1 (en) | 2010-02-24 | 2011-02-22 | Plasma sputtering process for producing particles |
EP11747794.3A EP2539480B1 (en) | 2010-02-24 | 2011-02-22 | Plasma sputtering process for producing particles |
JP2012554964A JP5670483B2 (ja) | 2010-02-24 | 2011-02-22 | 粒子を製造するためのプラズマ・スパッタリング・プロセス |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SE1050173A SE535381C2 (sv) | 2010-02-24 | 2010-02-24 | Plasmasputtringsprocess för att producera partiklar |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SE1050173A1 SE1050173A1 (sv) | 2011-08-25 |
SE535381C2 true SE535381C2 (sv) | 2012-07-17 |
Family
ID=44507097
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SE1050173A SE535381C2 (sv) | 2010-02-24 | 2010-02-24 | Plasmasputtringsprocess för att producera partiklar |
Country Status (6)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US9447493B2 (sv) |
EP (1) | EP2539480B1 (sv) |
JP (1) | JP5670483B2 (sv) |
CN (1) | CN102803548B (sv) |
SE (1) | SE535381C2 (sv) |
WO (1) | WO2011105957A1 (sv) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP5493139B1 (ja) | 2013-05-29 | 2014-05-14 | 独立行政法人科学技術振興機構 | ナノクラスター生成装置 |
SE541166C2 (en) | 2016-12-12 | 2019-04-23 | Nils Brenning | Magnetic nanowires and process for their production |
CN109207948A (zh) * | 2018-09-30 | 2019-01-15 | 大连理工大学 | 一种用于反应磁控溅射稳定性检测及控制的方法 |
Family Cites Families (15)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3926147A (en) * | 1974-11-15 | 1975-12-16 | Mc Donnell Douglas Corp | Glow discharge-tumbling vapor deposition apparatus |
US4440800A (en) * | 1980-04-24 | 1984-04-03 | Unisearch Limited | Vapor coating of powders |
JPS62250172A (ja) * | 1986-04-24 | 1987-10-31 | Nisshin Steel Co Ltd | 超微粉末を被覆する方法と装置 |
JPS6345367A (ja) * | 1986-08-11 | 1988-02-26 | Sharp Corp | 輸送型スパツタリング成膜法 |
JP3533459B2 (ja) * | 1993-08-12 | 2004-05-31 | 独立行政法人産業技術総合研究所 | 被覆金属準微粒子の製造法 |
DE19635669C1 (de) * | 1996-09-03 | 1997-07-24 | Fraunhofer Ges Forschung | Verfahren und Vorrichtung zur Beschichtung von Substraten mittels Gasflußsputtern |
JP2972854B2 (ja) * | 1996-11-20 | 1999-11-08 | 工業技術院長 | θ−アルミナ粒子の生成法及び触媒支持体としての応用 |
JPH111770A (ja) * | 1997-06-06 | 1999-01-06 | Anelva Corp | スパッタリング装置及びスパッタリング方法 |
DE19804838A1 (de) * | 1998-01-29 | 1999-08-05 | Inst Angewandte Chemie Berlin | Verfahren zur plasmagestützten Oberflächenwandlung teilchenförmiger Stoffe sowie Hohlkathoden-Plasmaquelle |
WO1999047726A1 (en) | 1998-03-19 | 1999-09-23 | The University Of Florida | Process for depositing atomic to nanometer particle coatings on host particles |
NZ511689A (en) | 1998-11-18 | 2003-03-28 | Univ Florida | Methods for preparing coated drug particles useful for treating respiratory disorders or pulmonary infections |
SE519931C2 (sv) * | 2000-06-19 | 2003-04-29 | Chemfilt R & D Ab | Anordning och förfarande för pulsad, starkt joniserad magnetronsputtering |
JP4621347B2 (ja) * | 2000-11-30 | 2011-01-26 | 株式会社アルバック | ヘリコンプラズマを用いた超微粒子薄膜形成装置 |
US20090014423A1 (en) * | 2007-07-10 | 2009-01-15 | Xuegeng Li | Concentric flow-through plasma reactor and methods therefor |
KR100913886B1 (ko) * | 2007-05-04 | 2009-08-26 | 삼성전자주식회사 | 저온 펄스 플라즈마를 이용한 나노입자 제조장치 및 방법 |
-
2010
- 2010-02-24 SE SE1050173A patent/SE535381C2/sv unknown
-
2011
- 2011-02-22 EP EP11747794.3A patent/EP2539480B1/en active Active
- 2011-02-22 JP JP2012554964A patent/JP5670483B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 2011-02-22 CN CN201180008628.0A patent/CN102803548B/zh active Active
- 2011-02-22 WO PCT/SE2011/050201 patent/WO2011105957A1/en active Application Filing
- 2011-02-22 US US13/579,862 patent/US9447493B2/en active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
EP2539480B1 (en) | 2018-07-04 |
JP5670483B2 (ja) | 2015-02-18 |
CN102803548B (zh) | 2015-07-01 |
EP2539480A1 (en) | 2013-01-02 |
SE1050173A1 (sv) | 2011-08-25 |
EP2539480A4 (en) | 2017-04-05 |
JP2013520573A (ja) | 2013-06-06 |
US20120305385A1 (en) | 2012-12-06 |
US9447493B2 (en) | 2016-09-20 |
WO2011105957A1 (en) | 2011-09-01 |
CN102803548A (zh) | 2012-11-28 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Metel et al. | Equipment for deposition of thin metallic films bombarded by fast argon atoms | |
US20180127865A1 (en) | Nanoparticle Deposition Systems | |
US7951276B2 (en) | Cluster generator | |
KR100569905B1 (ko) | 진공 아크 증착방법 및 장치 | |
EP3197623B1 (en) | Method for making non-spherical nanoparticles and nanoparticle compositions made thereby | |
WO2007034167A2 (en) | Antibacterial surface coatings | |
JP5264168B2 (ja) | 基板を被覆するためのコーティング装置及び被覆方法 | |
WO2015134108A1 (en) | Ion beam sputter deposition assembly, sputtering system, and sputter method of physical vapor deposition | |
SE535381C2 (sv) | Plasmasputtringsprocess för att producera partiklar | |
US20140246325A1 (en) | Film-forming apparatus and film-forming method | |
US20120267237A1 (en) | Production of Nanoparticles | |
Reichel et al. | Construction and application of a UHV compatible cluster deposition system | |
US20180274083A1 (en) | Centrifugal evaporation sources | |
US7838061B2 (en) | Method and apparatus for fabricating high temperature superconducting film through auxiliary cluster beam spraying, and high temperature superconducting film fabricated using the method | |
Ishii et al. | Hollow cathode sputtering cluster source for low energy deposition: Deposition of Fe small clusters | |
US20150376772A1 (en) | Multi-surface nanoparticle sources and deposition systems | |
Sugioka et al. | Launching phenomenon of a centimeter-scale solid object using explosive boiling due to electrical discharge in water | |
JP7016537B2 (ja) | プラズマ発生装置、プラズマスパッタリング装置及びプラズマスパッタリング方法 | |
WO2014022075A1 (en) | Device for the elimination of liquid droplets from a cathodic arc plasma source | |
Gjevori et al. | THIN FILM DEPOSITION USING PVD | |
KR100890664B1 (ko) | 프리커서 형성 방법 및 장치 | |
JP2011105996A (ja) | スパッタ装置及びスパッタ法 | |
Pilch et al. | Pulsed plasmas: nanoparticles and thin film synthesis | |
Shirahata et al. | Generation Control of ZnO Nanoparticles Using a Coaxial Gas‐Flow Pulse Plasma Ar/O2 Plasma | |
Ryabchikov et al. | Control of Vacuum Arc Macroparticles by High-Frequency Short-Pulsed Negative Bias Application |