Технологические основы электроники
Категория реферата: Рефераты по науке и технике
Теги реферата: реферат на тему вода, биология 6 класс сонин
Добавил(а) на сайт: Berlunov.
Предыдущая страница реферата | 1 2 3 4 5 6 7
Рефераты | Рефераты по науке и технике | Технологические основы электроники |
Коэффициент распыления необходимо рассматривать как случайную величину, обладающую определенными статистическими характеристиками. Как следует из таблицы, увеличение коэффициента распыления возможно за счет увеличения как энергии ионов, так и молекулярной массы газа, в среде которого происходит распыление (Аг, Кг).
Увеличение давления рабочего газа повышает вероятность столкновения распыленных атомов с молекулами газа, в результате чего часть атомов не приходит на подложку, а рассеивается в объеме камеры или возвращается на мишень. При этом скорости распыления и осаждения падают. Таким же образом влияет на эти параметры увеличение расстояния L от катода до подложки. Минимально допустимое значение L должно несколько превышать ширину темного катодного пространства dК, иначе вероятность ионизирующих столкновений вторичных электронов резко уменьшится и разряд станет нестабильным. В то же время высокая энергия электронов вблизи границы ТКП приводит к тому, что интенсивность бомбардировки поверхности подложки повышается и она разогревается, результатом чего является снижение скорости осаждения, а в ряде случаев - возникновение нежелатель-ных радиационных нарушений поверхностного слоя. На практике расстояние L подбирают экспериментально.
Из сказанного следует, что массовая скорость распыления вещества катода, т.е. количество вещества в граммах, распыленного с 1 см2 катода в 1 с, определяется для аномально тлеющего разряда выражением
w=k(u-uНК)J/(pL) (5)
где и—напряжение «анод—катод»; иНК—нормальное катодное падение напряжения, при котором распыление пренебрежимо мало;
J—плотность разрядного тока; р—давление рабочего газа; L— расстояние «катод—подложка»; k—постоянная, зависящая от рода газа и материала катода.
Из проведенного анализа ясно, что все технологические параметры распыления (и, иНК, J и р) функционально связаны друг с другом и выбор одного из них однозначно определяет значения других. Это положение иллюстрируется рис. 14, на котором представлены рабочие участки вольт-амперных характеристик разряда при различных давлениях рабочего газа, а также нагрузочная выходная характеристика блока питания. Точка пересечения нагрузочной характеристики с ВАХ определяет режим распыления.
Рис. 14 Семейство ВАХ аномально тлеющего разряда при различных давлениях газовой
смеси (р1> р2> р3> р4> р5) и нагрузочная характеристика (N) блока питания
При распылении сплавов скорость процесса для разных компонентов в общем случае различна. Обеспечить заданный состав пленок при ионном распылении в большинстве случаев проще, чем при термическом вакуумном напылении. Один из приемов заключается в использовании составных (мозаичных) мишеней, причем соотношение площадей компонентов мишени рассчитывают, исходя из заданного состава пленки и коэффициентов распыления.
Условия конденсации распыленных атомов. При ионном распылении (в отличие от термического вакуумного напыления) поток атомов вещества на подложку имеет следующие особенности:
1) энергия и направление удара атомов о поверхность подложки носят случайный характер по поверхности и во времени;
2) плотность потока атомов на подложку приблизительно на порядок ниже, что обусловливает более низкие скорости роста пленок (~0,5 нм/с);
3) средняя энергия атомов, подлетающих к подложке, на 1—2 порядка более высокая;
4) наряду с нейтральными атомами в потоке присутствуют ионы распыляемого вещества и электроны;
5) относительное содержание молекул остаточного газа в потоке и на подложке более высокое.
Эти особенности придают специфический характер процессу конденсации при ионном распылении. Важным при этом является наличие на поверхности подложки распределенного отрицательного заряда: направляясь к аноду, часть потока электронов остается на поверхности диэлектрической подложки (а затем и пленки), образуя статический заряд, потенциал которого может достигать 100 В (и более) относительно заземленного анода. Под влиянием отрицательного заряда возникают поток положительных ионов остаточного газа, загрязняющего пленку, поток ионов рабочего газа, способствующий десорбции газов, и поток ионов распыленного материала катода, который, двигаясь вдоль подложки к «ямам» потенциального рельефа, приводит к быстрому образованию крупных кристаллов. Рост таких кристаллов приводит к раннему образованию сплошной пленки, т.е. снижает значение критической толщины. Кроме того, зарядовый механизм конденсации объясняет, почему для пленок не существуют критическое значение температуры подложки и критическая плотность пучка.
Образованию крупных кристаллов способствуют также высокие энергии нейтральных атомов распыленного вещества и нагрев подложки из-за бомбардировки. Оба эти фактора обеспечивают высокую миграционную способность атомов.
При катодном распылении легче, чем при термическом вакуумном испарении, достигнуть равномерного распределения конденсата по толщине, так как плоский источник атомов — катод может по размерам быть больше расстояния до подложки (30—80 мм). Так, при диаметре катода 300—350 мм достигается равномерность конденсата по толщине ±2% на площади анода диаметром 150 мм. При планетарном движении подложек на вращающемся аноде равномерность в распределении конденсата улучшается до ±1%.
Ранее были отмечены некоторые побочные явления, способствующие десорбции остаточных газов из пленки. Тем не менее содержание газов в пленке обычно остается высоким. Например, при парциальном давлении остаточных газов 10-4 Па осажденная пленка тантала содержит до 10 ат. % кислорода. Причина повышенного содержания газа в осажденной пленке состоит в низкой плотности потока распыленных атомов на подложку, в то время как плотность потока остаточных газов на подложку имеет примерно тот же порядок, что и при термическом вакуумном напылении. Кроме того, эффективность работы диффузионного насоса (скорость откачки) при давлениях выше 0,1 Па заметно снижается, и несмотря на то, что напуск рабочего газа производят только после откачки до глубокого вакуума (10-4 Па), в присутствии рабочего газа остаточный газ удаляется менее эффективно, и его парциальное давление повышается.
Скачали данный реферат: Gelasija, Ковшевников, Esikov, Menwikov, Бонифатий, Averin.
Последние просмотренные рефераты на тему: реферат на тему работа курсовые работы, социальная работа реферат, конспекты 9 класс, предмет культурологии.
Предыдущая страница реферата | 1 2 3 4 5 6 7