ИСТОЧНИК ПЛАЗМЫ И ADVAM-ТЕХНОЛОГИЯ НАНЕСЕНИЯ ТОНКИХ ПЛЕНОК НА ОСНОВЕ РАЗРЯДА В ПАРАХ МАТЕРИАЛА АНОДА

July 23, 2012 by admin Комментировать »

Борисенко А. Г.

Институт ядерных исследований НАН Украины Пр.Науки, 47,Киев-28, 03028, Украина Тел.: 044-2653868, Fax: 044-2654463 E-mail: boris(<5).kinr.kiev. ua

Fig. 1. Dependences ofthe discharge voltage Up (curve 1), plasma potential Un (curve 2), and insulated probe potential (curve 3) on the discharge current Ip.

Видно, что потенциал изолированного зонда, размещенного в плазменном потоке, отрицательный и составляет (15-И1) эВ, т.е. поток имеет компенсированный объемный заряд. Видно также, что энергия ионов, поступающих на подложку < 50 эВ, что позволяет свести к минимуму образование дефектов в процессе формирования пленки. Потенциал изолированного зонда можно было изменять путем изменения режима работы разряда. Данный источник был использован для нанесения безподслойных медных оптических пленок на кварцевые подложки. В частности были использованы и подложки с различным видом обработки поверхности. Измерения коэффициента отражения полученных оптических пленок К были проведены в Физическом институте РАН и Государственном оптическом институте РФ на длине волны 1,315 мкм. В таблице 1 приведены полученные значения К. Видно, что данный источник позволяет формировать высококачественные оптические покрытия с К = 99,2 ± 0,5 %. Столь высокие значения коэффициента отражения свидетельствуют о том, что в создаваемом плазменном потоке действительно отсутствуют микрокапельная фракция и примеси атомов конструкционных материалов.

Таблица 1. Величина коэффициента отражения медных оптических пленок от вида обработки кварцевых подложек.

Table 1. Variations in the reflection factor of copper optical films depending on the technology of quartz substrates processing.

Полировка

Толщина покрытия, нм

Коэффициент отражения, %

Полировка на сукне

140

98,4 + 0,5

Обычная

полировка

210

98,6 + 0,5

Глубокая

шлифовка-

полировка

140

99,2 + 0,5

Описываемый источник был также использован для получения резистивных слоев различных материалов. В таблице 2 приведены измеренные четырехзондовым методом значения поверхностных сопротивлений , Rs, и толщины резистивных слоев Ni, Ti, Та b Сг.

Таблица 2. Параметры резистивных слоев.

Table 2. Parameters of resistive layers.

Основной

материал

Толщина,

мкм

Rs

ом/П

Ni

0,15

1,8 +0,2

Ni

0,13

2,3+0,2

Ni

0,13

2,6+0,2

Ti

0,27

4,0+0,3

Ti

0,27

6,5 +0,7

Ti

0,23

7,2+0,3

Та

0,15

4,8+0,2

Та

0,12

6,2+0,2

Та

0,10

8,1 +0,2

Та

0,10

10,7 + 1,8

Та

0,15

12 + 1,0

Та

0,10

21 +0,7

Сг

2,4+ 0,2

Сг

122,6 + 6,0

Сг

3,2+ 0,3

I.     Заключение

Приведенные данные показывают, что описываемый источник позволяет создавать бескапельные плазменные потоки с компенсированным объемным зарядом, что позволяет использовать его для нанесения высокоадгезивных безподслойных пленок на подложки из метериала любого типа, в том числе диэлектрики и полупроводники. Полученные высокие значения коэффициента отражения медных оптических пленок свидетельствуют, по крайней мере, о незначительном количестве привносимых в процессе формирования пленок дефектов, в том числе и за счет атомов примесей. Источник может быть использован для нанесения проводящих, в том числе и медных, слоев в субмикронной технологии, формирования сверхтонких пленок, контактных площадок и слоев при изготовлении СВЧ-приборов, телекоммуникационных систем и интегральных схем, исполнительных элементов в микромеханике, производстве контрастных рентгеношаблонов, многоэлементных пленок типа нитридов, оксидов, боридов, производстве фильтров миллиметрового диапазона волн, вакуумных эмиттеров и др.

II.    Список литературы

1.     A. G. Borisenko, А. V. Kravchenko, V. A. Saenko, Magnetless plasma metallizer. Instruments and Experimental Techniques, vol. 35, no. 2, pp.257-261, 1992.

2.     G. S. Musa, H. Enrich, and M. Mausbach, Studies on thermionic cathode anodic vacuum arcs. Vac. Sci.

Technol. vol. 12, pp. 2887-2895, Sept./Oct. 1994.

3.     А. Г. Борисенко, В. А. Саенко, Несамостоятельный дуговой разряд в парах материала анода как источник технологического плазменного потока. Труды Украинского вакуумного общества. Киев, 1995, т.1, с. 106-109.

4.     Н. С. Miller, Anode Modes in Vacuum Arc, XVIIth Int. Symposium on Discharges and Electrical Insulation in Vacuum, Berkeley, 1996.

5.     V. P. Polishchuk and I. M. Yartsev, Vacuum arcs on evaporating hot anodes. Thermophys. High Temperatures, vol. 34, no. 3, pp. 385-391, 1996.

6.     A. G.Borisenko, V. A.Saenko, V. A.Rudnitsky, Nonselfsustaining arc discharge in anode material vapors. IEEE Trans Plasma Science, vol. 27, no.4, pp.877-881, August 1999.

7.     N. N. Nikitin, V. A. Egorov, Proc. of the 2-th Int. Symp. “Equipment and Technologies of Heat Treatment of Metals and Alloys in Engineering” (Part II), pp.123-127, Kharkov, Ukraine, September 2001.

PLASMA SOURCE AND ADVAMTECHNOLOGY OF THIN FILM DEPOSITION BASED ON DISCHARGE IN ANODE MATERIAL VAPORS

Borisenko A. G.

Institute for Nuclear Research National Academy of Sciences of Ukraine 47 Prospekt Nauki, Kyiv, Ukraine, 03028 phone +380 (44) 2653868, fax +380 (44) 2654463 e-mail: boris@kinr.kiev.ua

Abstract Results are presented of investigating the solid state materials plasma flow source based on arc discharge in the vapors of anode material. The source may be efficient in hard vacuum or for a vacuum chamber with gas let in. It is shown that this source allows for droplet-free and highly ionized plasma flows of various metals with a compensated volumetric charge. Practical applications for this source are listed. Its implementation in the deposition of optical films with the reflection factor K=99.2% at the 1.315|xm wavelength and the deposition of resistive layers is described. This source may be specifically used in the manufacture of microwaves devices, telecommunications systems elements and ICs.

Источник: Материалы Международной Крымской конференции «СВЧ-техника и телекоммуникационные технологии», 2003г.

Оставить комментарий

микросхемы мощности Устройство импульсов питания пример приемника провода витков генератора выходе напряжение напряжения нагрузки радоэлектроника работы сигнал сигнала сигналов управления сопротивление усилитель усилителя усиления устройства схема теория транзистора транзисторов частоты