Ионное распыление

Энергия ионов, попадающих на мишень, определяется в основном разностью потенциалов, пройденной ионом на последней длине свободного пробега перед мишенью, так как ранее приобретенную энергию он практически полностью теряет в столкновениях с атомами газа. Из-за статистического характера процессов соударения частиц всегда существует большой разброс длин свободного пробега, так что энергия ионов, падающих на мишень, имеет существенный разброс и ионы падают на мишень под разными углами и т. д. Поэтому процесс ионно-плазменного распыления, в котором эффекты собственно ионного распыления и явления в газовом разряде тесно переплетены, исследовать труднее, чем распыление ионными пучками. [c.63]

Рис. 2.5. Принципиальная схема установки для ионного распыления

Адгезия пленок, получаемых методами вакуумного испарения, ионного распыления и химическими методами, в значительной мере определяется шероховатостью поверхности и наличием на ней окис-ных слоев и загрязнений. Загрязнения удаляются с подложки обычно растворителями, для повышения эффективности которых используют нагрев или воздействие ультразвукового поля. При вакуумных методах нанесения пленок применяют предварительный нагрев подложек для испарения с их поверхности адсорбированных молекул и получения атомарно чистых поверхностей. Наконец, при ионном распылении можно провести предварительную очистку подложки, используя ее в качестве мишени. [c.81]

Описываемый метод известен также под названием метода катодного или ионного распыления. Прим. ред. [c.32]

Покрытие при вакуумном конденсационном напылении формируется из потока частиц, находящихся в атомарном, молекулярном или ионизированном состоянии. Этот поток частиц получают распылением материала посредством воздействия на него различными энергетическими источниками. Различают распыление наносимого материала путем термического испарения, взрывного испарения-распыления и ионного распыления твердого материала. Вакуумное конденсационное напыление проводят в жестких герметичных камерах при давлении 133-10 ... 13,3 Па. Благодаря этому обеспечиваются необходимая длина свободного пробега напыляемых частиц и защита материала от взаимодействия с атмосферными газами. [c.372]

Установки для вакуумного конденсационного напыления покрытий классифицируются по ряду признаков. В зависимости от режима работы установки бывают периодического или полунепрерывного действия. Ось рабочей камеры располагается вертикально и горизонтально. По структурному строению установки делятся на одно- и многопозиционные. Средства откачки среды бывают масляные и безмасляные, низко- и высоковакуумные, а типы распылительных устройств - термического распыления, взрывного дугового испарения-распыления, ионного распыления, комбинированные. Применяют несколько типов установок, различающихся между собой способом нагрева испаряемого материала. К ним относятся установки с резистивными, электронно-лучевыми, высокочастотными индукционными и дуговыми испарителями. [c.375]

Рис. 7.14. Зависимость концентрации элементов на поверхности излома от средней глубины слоя, удаленного ионным распылением

Равновесную поверхностную сегрегацию О в сплавах Nb—О и Та—О наблюдали в температурном интервале 800—1700 °С. В низкотемпературной области поверхность насыщена при высоких температурах наблюдается явное уменьшение количества кислорода из-за испарения оксидов Nb. В промежуточной области температур (825—1200°С) достигается равновесие между объемом и поверхностью из этих данных можно найти коэффициент распределения (0/с) и оценить теплоту адсорбции. Величина q уменьшается от 71 до 45 кДж/моль (Nb—О) и от 79 до 28 кДж/моль (Та—О) при повышении концентрации кислорода от 0,1 до 2,3% (ат.). Измерения, проведенные методом ОЭС в сочетании с ионным распылением [10.12], показали, что сегрегация ограничена приповерхностной областью глубиной от одного до пяти монослоев. [c.129]

Исследования проводили на свежеприготовленных изломах, следовательно, в системах, которые можно хрупко разрушить по границам. Методом ОЭС и ионного распыления определяли глубину сегрегации. Было показано, что все примеси, в том числе Sb, Р, Sn, концентрируются в пределах очень узкой приграничной зоны (1—4 атомных слоя) [10.161—.рис. 10.4. Степень обогащения обратно пропорциональна объемной концентрации и изменяется в широких пределах (табл. 10.2). В большинстве случаев степень развития отпускной хрупкости можно было прямо связать с сегрегацией на границах зерен (в первую очередь — фосфора и его химических аналогов сурьмы, мышьяка и др.). [c.130]

Как правило, съемка Оже-спектра либо является заключительной частью исследования, либо за ней следует ионное распыление. Вначале исследователь получает обычные и электронные (в поглощенном токе или во вторичных электронах) микрофотографии изучаемой поверхности, видит ее топографию, пространственное распределение элементов и выбирает интересующие его точки съемки Оже-спектров. [c.131]

Техническая характеристика установок для ионного распыления в плазме дуги с термокатодом [c.438]

Осаждение посредством ионного распыления. При взаимодействии высокоэнергетического иона с атомами твердого тела происходит передача энергии с соответствующим возбуждением атомов. Если возбуждение происходит в непосредственной близости от поверхности твердого тела, а энергия возбужденных атомов велика, наблюдается распыление поверхности. [c.75]

В общем случае поток осаждаемых на напыляемую деталь частиц представляет собой смесь атомов и ионов распыляемой поверхности и бомбардирующих частиц. Эффективность процесса определяется коэффициентом или выходом распыления, равным количеству выбитых атомов в расчете на один налетающий ион. Выход распыления сложным образом зависит от энергии иона, угла его падения, материала мишени и топографии облучаемой поверхности. Ионное распыление используется для осаждения металлических и керамических пленок, сплавов практически на любые подложки. Энергия осаждаемых частиц может достигать 10 Дж и выше, однако не всегда этой энергии достаточно для обеспечения хорошей адгезии покрытий. Скорость роста покрытий обычно составляет единицы и десятки микрометров в час. [c.75]

Метод получения тонких пленок ионным распылением материалов имеет следующие преимущества [c.113]

До недавнего времени широкое применение процессов ионного распыления сдерживалось низкими скоростями осаждения (от 0,2 до 1,5 нм/с), наличием высокого напряжения (2—5 кВ), вызывающего радиационные дефекты в структурах, а также интенсивным нагревом подложек и пленки в результате бомбардировки высокоэнергетическими вторичными электронами. Кроме того, проведение процесса при сравнительно высоких давлениях (1 —10 Па) значительно ограничивало получение пленок с минимальным уровнем загрязнений. [c.113]

Магнетронное распыление. Разновидностью методов на основе тлеющего разряда является магнетронное распыление [53, 54]. Магнетронные системы ионного распыления относятся к системам распыления диодного типа, в которых атомы распыляемого материала удаляются с поверхности мишени при ее бомбардировке ионами рабочего газа (обычно Аг), образующимися в плазме аномального тлеющего разряда. Для увеличения скорости распыления необходимо увеличить интенсивность ионной бомбардировки мишени, т. е. увеличить плотность ионного тока на поверхности мишени. С этой целью используют магнитное поле В, силовые линии которого параллельны распыляемой поверхности и перпендикулярны к силовым линиям электрического поля Е. [c.116]

Основные параметры магнетронных систем ионного распыления удельная скорость распыления (4—40)10 г/(см -с) эффективность процесса генерации (по меди) 3-10 г/Дж энергия генерируемых частиц (1,6—3,2) 10 Дж энергия осаждаемых частиц (0,32—16)]0 Дж скорость осаждения 10—60 нм/с рабочее давление (5—50) 10 Па. [c.117]

Электроизоляционные неорганические пленки (ЭНП) в отличие от большинства остальных электроизоляционных материалов не получаются в свободном состоянии, а образуются в процессе изготовления на подложке, являющейся элементом той или иной электро-или радиотехнической конструкции. По своим показателям химической и радиационной стойкости, нагревостойкости, электрической прочности — ЭНП превосходят почти все известные материалы. Методы получения неорганических пленок весьма разнообразны, но все их можно объединить в две группы А — химические или электрохимические реакции вещества подложки с активным веществом среды — такими методами могут быть получены оксиды, нитриды, фториды и другие соединения, образующиеся на поверхности металлов и полупроводников Б — осаждение пленок из газовой или жидкой среды, не вступающей в реакцию с веществом подложки, испарение, ионное распыление, газофазные реакции и др. [c.256]

Катодное распыление — процесс, в котором мишень, изготовленная из материала покрытия, распыляется при бомбардировке ее положительными ионами. Распыленные частицы осаждаются на поверхности подложки, образуя покрытие. Если распыляется диэлектрик, то он помещается на проводящем электроде (катоде) если распыляется металл, то он может быть либо целиком катодом, либо его частью. [c.5]

Вакуумное конденсационное напыление (осаждение). Покрытие формируется из потока частиц, находящихся в атомарном, молекулярном или их ионизированном состоянии. Для получения потока пара (частиц) используют различные источники энергетического воздействия на материал. Различают формирование потока частиц посредством термического испарения материала, ионным распылением или взрывным испарением - распылением. Соответственно этому вакуумное конденсационное напыление разделяют на методы. При ионизации потока напыляемых частиц реализуется способ ионно-плазменного напыления, а при введении в поток реактивного газа - вакуумное конденсационное напыление. [c.224]

Тонкие пленки получают вакуумным испарением гп8 при нагреве его электронным пучком, а также в результате реактивного ионного распыления цинковых мишеней в атмосфере Аг + Н28. [c.659]

Рис. 13.8. Сравнение экспериментальных и расчетных профилей У-канавок в кремнии, полученных ионным распылением

Ионное распыление (часто называемое катодным распылением) производят путем импульсной передачи энергии от ионов плазмы атомам вещества с последующим радиационным разрушением материала. Ион плазмы при соударении с атомами вещества передает им часть своей энергии. Если переданная энергия превышает пороговую энергию смещения атомов, то последние покидают свои места. При достаточном запасе энергии эти первичные смещенные атомы смещают другие атомы и т.д., в результате чего вдоль пути иона образуются каскады смещенных атомов. Часть из этих атомов достигает поверхности облучаемого кристалла и покидает ее. [c.251]

Рассмотренное вьппе применение ЭОС относится к исследованию приповерхностной области твердого тела. Значительньгй интерес представляет выявление распределения элементов по глубине образца. Такая возможность представляется при сочетании ЭОС с ионным распылением поверхности. Для таких исследований используют обычно ионные пучки инертных газов с энергией от нескольких сотен до нескольких тысяч электрон-вольт. В этом случае элементный состав определяется после снятия (распылением) определенного слоя с поверхности образца. [c.155]

Основными методами получения пленок на неориентирующих подложках являются вакуумное испарение, ионное распыление и химическое осаждение. [c.59]

Рост пленок на подложке при ионном распылении. Атомы, выбитые из мишени при ионЕЮм распылении, могут обладать значительной энергией (порядка десятков электрон-вольт), причем относительная доля таких атомов увеличивается с ростом энергии бомбардирующих ионов. Это определяет специфику процесса конденсации атомов на подложке при ионном напылении — отсутствие критической температуры и критической плотности атомного пучка. [c.69]

При соударениях атомов, выбитых из мишени, с атомами нейтрального газа в камере последние могут также приобретать высокую кинетическую энергию, достаточную для внедрения их в подложку. Концентрация таких атомов в напыленной пленке может достигать нескольких процентов. Кроме того, при ионном распылении возможно образование значительно большего числа разнообразных химических соединений активрюго газа с материалом мишени, чем при термическом распылении, так как в разряде возникают воз-буждершые атомы и молекулы, молекулы могут диссоциировать на нейтральные атомы или ионы, образуются молекулярные ионы и т. д. Все эти частицы химически более активны, чем нейтральные невозбужденные молекулы. Это обстоятельство используется, в частности, для получения нитридов металлов и особенно нитрида кремния в технологии интегральных схем. [c.69]

Ведущая роль в повышении прочности дисперсноупрочняемых композиционных материалов принадлежит специально вводимым в процессе производства материала упрочняемым фазам (карбиды, бо-риды, нитриды, оксиды, интерметаллиды). Различают материалы е дисперсионной и агрегатной структурами. В дисперсной структуре упрочняющие фазы располагаются внутри зерен, в агрегатной — на границе зерен. Эти материалы применяются в качестве жаропрочных конструкционных, а также специальных высокотемпературных материалов с особыми электрофизическими свойствами, высоким сопротивлением радиационному распуханию, ионному распылению. [c.79]

В этих условиях длительная прочность материала стенки бланкета при 1000° С и ресурсе не ме-нее 10 000 ч должна быть также не менее 4—5 кгс/мм . Кроме того, к материалу стенки предъявляются и другие жесткие требования максимальный предел прочности при 1000° С материала стенки должен быть не менее 40—50 кгс/мм стенка должна иметь близкую к меди высокую теплопроводность (не менее 100—300 Вт/(м град)) минимальный коэффициент термического расширения (менее 4—5-10 1/град) высокий модуль упругости минимальный коэффициент Пуассона (менее 0,3) минимальную упругость пара в рабочих условиях (менее 10 мм рт. ст.) высокую совместимость с теплоносителем и достаточно высокие технологичность и свариваемость. К этим разнообразным требованиям присоединяются еще и ядерно-физические материал стенкн бланкета должен иметь минимальные сечения ядерных реакций, не должен подвергаться радиационному охрупчиванию и распуханию, должен оказывать максимальное сопротивление ионному распылению и эрозии вследствие блистерообразова-ния. [c.14]

Весьма перспективно применение вакуумных ионно-плазменных методов — с ионным распылением и азотированием, методов КИБ, ПУСК, РЭП, распыление моноэнергетическими пучками ионов, с помощью магнетрон-ных распылительных систем. Износостойкие покрытия из нитридов, карбидов, окислов, сложных соединений, алмаза и др., а также антифрикционные покрытия из халькогенидов металлов, полимеров и других материалов наносятся при помощи реактивных методов с участием плазмо-химических реакций. Особенно перспективно применение указанных методов к прецизионным парам, насосам, топливной аппаратуре, газовым подшипникам, гидроприводу, точным направляющим и устройствам. Для обработки поверхностного слоя материала в целях повышения износостойкости используется ускоренный поток ионизированных атомов с энергией 100— 200 кЭВ в вакууме, с глубиной проникновения ускоренных ионов 0,1 мкм. Ионная имплантация применяется также для изменения триботехнических свойств, повышения коррозионной стойкости и прочности сцепления покрытия с основой. [c.200]

Оборудование для ионного распыления в плазме дуги с термокатодом имеет схему, аналогичную рассмотренной выше (рис. 1.14, г). Примером являются установки У-842 и УРМЗ.279.035 [21]. Установка У-842 предназначена для металлизации полосковых плат, а установка УРМЗ.279.035 — для металлизации гибридных интегральных микросхем (табл. 1.12). [c.438]

Ионно-плазменное напыление. В некотором смысле ионноплазменное напыление аналогично ионному распылению, но имеет неоспоримые преимущества с точки зрения качества получаемых покрытий. Осаждение ведется из плазмы на деталь, находящуюся под отрицательным потенциалом, значение которого достигает 10 В. Между изделием и заземленными частями установки создается тлеющий разряд в инертном газе, обычно аргоне, находящемся под давлением в единицы паскалей. Разряд обеспечивает очистку поверхности за счет распыления окисных и адсорбционных слоев. После очистки материал покрытия испаряется и вводится в область разряда с последующим осаждением на поверхность изделия. Метод позволяет получать пленки равномерной толщины и мелкодисперсной структуры с хорошей адгезией к подложке. [c.75]

Возможны два метода ионного распыления ионно-лучевое раснылейие и плазмоионное распыление. При ионно-лучевом распылении выбивание атомов мишени происходит под действием бомбардировки ее поверхности ионными лучами определенной энергии (рис. 4.1). Для формирования таких пучков применяют различные автономные ионные источники [38]. Характерной особенностью данного метода распыления является то, что он не требует подачи на распыляемую мишень отрицательного потенциала. [c.114]

Оксид цинка можно получить при сжигании или окислений цинка, обжигом на воздухе сернистого цинка, при прокаливании солей, осаждением аммиаком из кипящего водного раствора азотнокислого цинка. Компактные образцы ZnO получают прессованием заготовок из порошкообразного соединения и их последующим спеканием. Тонкие пленки ZnO производят испарением, а потом конденсацией цинка на подложку в вакууме с последующим окислением пленки металла при нагревании в атмосфере кислорода либо реактивным двухэлектродным ионным распылением цинка в атмосфере Аг + О2. Оксид цинка широко применяется в радиоэлектронике для изготовления самоактивированного люминофора ZnO.Zn, в качестве светочувствительного слоя электрофотографических бумаг. [c.659]

Примеры таких способов вакуумно-дуговой (КИБ-конденсации и ионной обработки), ионное распыление с ускорением заряженных частиц, вакуумное кондесационное напыление с одновременным использотанием ионных, электронных, лазерных излучений, воздействующих на парогазовую среду. [c.426]

При энергии ионов Е 10...100эВ (область I) на поверхности детали происходит конденсация ионов. Такая обработка используется для осаждения покрытий. Если = 10 ... 10 эВ(область II), то реализуется процесс ионного распыления (травления), который применяется для очистки поверхностей деталей, активирования ПС, формирования требуемого микрорельефа. При [c.269]

Процесс очистки в современной технологии позволяет удалить большую часть подвижных ионов. Типичные сдвиги порогового напряжения, обуслов-л.оиные этими частицами, сегодня меньше 0,25 В даже после приложения положительного смещения к затвору при повышенных температурах. Захват зарядов в окисле кремния под действием ионизирующего излучения исследовался в течение ряда лет. Результаты многих работ обсуждались на конференциях Института инженеров по электронике и радиотехнике, посвященных радиационным эффектам [2.53]. Индуцированный захват носителей представляет особую проблему для приборов, подвергающихся воздействию ионизирующих излучений при эксплуатации, как, например, в космосе. Более того, во все возрастающем числе самих процессов современной технологии используются излучения разлиадых типов. Это происходит в таких процессах, как электронный нагрев материалов, плазменные травление и осаждение, ионное распыление, а также в электронно-лучевой и рентгеновской литографии. [c.69]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...