Исследование производительности работы магнетронной распылительной системы с жидкометаллической мишенью
Дипломная работа - Разное
Другие дипломы по предмету Разное
ния от мощности (см. рисунки 23 -24). Данные с полученных графиков будут использоваться для определения скорости осаждения покрытий и расчета коэффициента эрозии поверхности мишени в программе для расчета для расчета скорости эрозии и осаждения пленок.
Рисунок 23- Зависимостьтока от мощности для тонкопленочных покрытий свинца.
Рисунок 24 - Зависимость напряжения от мощности для тонкопленочных покрытий свинца.
Данные значения необходимы для получения теоретических результатов: скорость осаждения, коэффициент эрозии поверхности мишени. После расчетов полученные теоретические результаты будут сопоставлены с экспериментальными.
5.2 Измерение толщины тонкопленочных покрытий с помощью
профилометра марки 130
Для измерения толщины тонких пленок свинца использовался профилометр марки 130.Ниже приведено графическое представление результатов. На рисунке 25 представлен результат измерения толщины пленки свинца с использование дополнительной магнитной системы. Параметры эксперимента: расстояние до подложки: 15 см, Р откачки = 3*10-7 мВт, Р аргона = 2*10-5 мВт, стабилизация по мощности: 500 Вт, выход на режим: 5 минут 20 секунд, время напыления: 1 минута, I = 0,9 А,U = 560 В, толщина 6,88 мкм, скорость напыления 14,7 нм/с.
Рисунок 25-Изображениефрагмента рабочей программы для профилометра поверхности образца №2, полученного с помощью магнетрона с жидкометаллической мишенью, используя дополнительную магнитную систему.
Рисунок 26- Профиль поверхности образца №2, полученного с помощью магнетрона с жидкометаллической мишенью, используя дополнительную магнитную систему(расстояние мишень подложка 15см).
После измерения толщины данной пленки (образец №2) методом ступеньки выяснилось, что она составила 6.88 мкм.
На рисунке 27 также измерение толщины свинцовой пленки, но уже без дополнительной магнитной системы. Параметры эксперимента: расстояние до подложки: 15 см, Р откачки = 3*10-7 мВт, Р аргона = 2*10-5 мВт, стабилизация по мощности: 600 Вт, выход на режим: 5 минут 20 секунд, время напыления: 1 минута, I = 0,85 А, U = 712 В, толщина 17,5 мкм, скорость напыления 291,3 нм/с.
Рисунок 27 - Изображение фрагмента рабочей программы для профилометра поверхности образца №11, полученного с помощью магнетрона с жидкометаллической мишенью без дополнительной магнитной системы.
Рисунок 28 -Профиль поверхности образца №11, полученного с помощью магнетрона с жидкометаллической мишень без дополнительной магнитной системы (расстояние мишень подложка 15см)
На рисунке 29 приведен результат измерения толщины тонкой пленки свинца с учетом уменьшения расстояния между мишенью и подложкой.
Параметры эксперимента: расстояние до подложки: 13 см, Р откачки = 3*10-7 мВт, Р аргона = 2*10-5 мВт, стабилизация по мощности: 600 Вт, выход на режим: 5 минут 20 секунд, время напыления: 1 минута, I = 0,89 А,U = 688 В, толщина 18,7 мкм, скорость напыления 311,7.
Рисунок 29 - Изображение фрагмента рабочей программы для профилометра поверхности образца №20, полученного с помощью магнетрона с жидкометаллической мишенью без дополнительной магнитной системы (расстояние мишень подложка 13см)
Рисунок 30 -Профиль поверхности образца №20, полученного с помощью магнетрона с жидкометаллической мишенью без дополнительной магнитной системы (расстояние мишень подложка 13см)
Остальные графики профиля толщины тонких пленок представлены в приложении А.
Из полученных данных видно, что толщины тонких пленок и скорости их напыления имеют относительно большие значения. Если сравнить данные показатели со значениями толщин и скоростей МРС с твердой мишенью, то можно увидеть, что показатели МРС с жидкой мишенью превосходят в десятки раз. Это говорит о том, что данный магнетрон позволяет получать толстые тонкопленочные покрытия. Такие покрытия являются незаменимой составляющей в различных отраслях науки и техники - получение микросхем, космическая промышленность и т.д.
.3 Измерение скорости напыления тонкопленочных покрытий
Вычисление скорости напыления осуществлялось по следующей формуле V = h / t , где h-толщина тонкой пленки, t - время напыления данной пленки, V - скорость напыления пленки. Результаты приведены в таблице 4.
Таблица 4 - Протокол скорости осаждения образцов при различных режимах напыления
P стаб., мВтНапыление с дополнительной магнитной системой (15 см)Напыление без дополнительной магнитной системой (15 см)Напыление без дополнительной магнитной системой (13 см)h, мкмV, нм/сh, мкмV, нм/сh, мкмV, нм/с5003.3656.08.5141.77.1118.35006.88114.711.0183.37.8130.06007.70128.317.5291.319.5325.060010.90181.721.6360.018.7311.770020.20336.725.1418.331.9531.770031.00516.721.0346.027.9463.780014.90496.79.5316.780015.00499.312.9430.0
Полученные данные представлены графически в виде зависимости V(P)(рисунок 31).
Анализируя график можно сделать выводы, что скорости напыления при разных режимах напыления для разных систем лежат приблизительно в одном диапазоне. Это говорит о том, что наличие дополнительной магнитной системы и уменьшение расстояния мишень-подложка существенно не влияют на скорости напыления.
Однако, для более точных результатов необходимо провести серию экспериментов. Более того, очень сложно создать идентичные условия для проведения экспериментов.
Рисунок 31 - График зависимости Vср (Р): 1- несбалансированный магнетрон (d=15 см), 2- сбалансированный магнетрон (d=15 см), 3- сбалансированный магнетрон (d=13 см).
Если рассмотр