Исследование производительности работы магнетронной распылительной системы с жидкометаллической мишенью
Дипломная работа - Разное
Другие дипломы по предмету Разное
?снове которой лежит представление о том, что их поток складывается из двух независимых компонент, создаваемых столкновительным распылением и испарением. С ее помощью получены данные о характеристиках потока атомов с поверхности и скорости роста осаждаемых покрытий в зависимости от плотности мощности магнетронного разряда [25].
Ниже приведены графики зависимости коэффициента эрозии поверхности мишени от мощности при напыление образцов с помощью различных систем напыления при разных режимах. Данные графики построены с использованием данных, полученных в программе для расчета скорости осаждения покрытий и определения коэффициентов эрозии покрытий.
Рисунок 34 - Зависимость коэффициента эрозии поверхности мишени от мощности при напылении образцов с дополнительной магнитной системой (расстояние мишень-подложка 15 см).
Рисунок 35 - Зависимость коэффициента эрозии поверхности мишени от мощности при напылении образцов без дополнительной магнитной системы (расстояние мишень-подложка 15 см).
Рисунок 36 - Зависимость коэффициента эрозии поверхности мишени от мощности при напылении образцов без дополнительной магнитной системы (расстояние мишень-подложка 13 см).
Из графиков видно, что с появлением испарительной компоненты коэффициент эрозии поверхности мишени. Нелинейность наблюдается за счет разогревания поверхности. Данную нелинейность можно наблюдать на всех трех графиках. За счет испарения увеличивается коэффициент эрозии примерно на два порядка.
Таблица 5 - Сравнение расчетных и экспериментальных значений скорости осаждения покрытий
Pстаб., ВтРрасчет, ВтI, АU, В(I*1.44), А(U*1.2), ВJ, А/м2Dисп, атом/ионDрасп атом/ионDсумм атом/ионVdep теор, нм/сVdep экспер,нм/сНапыление с использованием дополнительной магнитной системы (15 см)50010080.905601.30672.018265.23.0068.216856.050010080.905601.30672.018265.23.0068.2168114.760011901.005951.44714.020186.93.1990.1278128.360011921.005961.44715.220187.43.2090.6278181.770014091.146181.64741.6229109.03.32112384336.770014131.086541.56784.8218115.03.50118384516.780015861.186721.70806.4238131.03.61135450496.780016151.206731.73807.6242133.03.61137450499.3Напыление без дополнительной магнитной системы (15 см)50010190.786531.12783,615777.93.5281.4199141.750010120.766661.09799.215378.63.5982.2168183.360012100.857121.22854.4171107.03.83110.0278291.360012010.876901.25828.0175102.03.71106.0278360.070014020.957381.37885.6192129.03.95133.0384418.370014181.195961.71715.2239105.03.20109.0384346.080016181.097421.57890.4220148.03.98152.0450316.780016171.107351.58882.0221147.03.96151.0450430.0Напыление без дополнительной магнитной системы (13 см)50010070.796371.14764.415973.93.4177.3218118.350010140.796421.14770.415975.23.4478.6218130.060011960.926501.32780.018595.93.5099.4360325.060012250.896881.28825.6179104.03.70108.0361311.770014041.086501.56780.0218114.03.48117.0498531.770014251.076661.54799.2215118.03.58122.0498463.7
Для построения зависимости скорости осаждения покрытий с учетом различных составляющих процесса напыления также использовались данные, полученные в программе для расчета скорости осаждения покрытий и расчета коэффициентов эрозии поверхности мишени. Данные представлены в таблице 6.
Таблица 6 -Влияние компонентов процесса на величину скорости осаждения покрытий при различных режимах
P стаб., ВтVdep испарение, нм/сVdep распыление, нм/сP стаб., ВтVdep испарение, нм/сVdep распыление, нм/сP стаб., ВтVdep испарение, нм/сVdep распыление, нм/сНапыление с использованием дополнительной магнитной системы (15 см)Напыление без дополнительной магнитной системы (15 см)Напыление без дополнительной магнитной системы (13 см)5001607.815001917.9150020810.105001607.815001607.8650020810.206002689.236002689.3960034812.006002689.286002689.3360034812.3070037311.0070037310.9070048414.2070037311.0070037311.0070048414.4080043712.3080043712.6080043712.6080043712.60
На рисунка 37 - 39 представлены графики зависимости скорости осаждения покрытий от удельной мощности, показана зависимость с учетом различных компонент напыления, таких как: распыление, испарение.
Рисунок 37- Зависимость скорости осаждении покрытий от удельной мощности для образцов, полученных с помощью магнетрона с жидкометаллической мишенью с использованием дополнительной магнитной системы (расстояние мишень- подложка 15 см).
Рисунок 38- Зависимость скорости осаждении покрытий от удельной мощности для образцов, полученных с помощью магнетрона с жидкометаллической мишенью без дополнительной магнитной системы (расстояние мишень- подложка 15 см).
Рисунок 39- Зависимость скорости осаждении покрытий от удельной мощности для образцов, полученных с помощью магнетрона с жидкометаллической мишенью без дополнительной магнитной системы (расстояние мишень- подложка 13 см).
Скорости осаждения зависят от механизмов, происходящих на поверхности мишени. Если имеется испарительная компонента, то скорости осаждения покрытий значительно увеличиваются. Из расчетов видно, что данная составляющая присутствует.
Скорость осаждения материала существенно зависит от материала тигля. На данный показатель влияет степень черноты тигля (отношение лучеиспускательной способности какого-либо тела к лучеиспускательной способности абсолютно черного тела при той же температуре). Чем меньше степень черноты того или иного материала, тем выше скорость роста осаждаемой пленки. Для всех реально существующих физических тел степень черноты меньше 1 [27]. Например, если взять графитовый тигель (степень черноты 0,9), то скорости значительно уменьшатся, это связно с тем, что тигель меньше испускает тепла, тем самым больше энергии тратится на удаление атомов мишени.
Заключение
В данной работе рассматриваем способы получения тонкопленочных покрытий в вакууме: термическое испарение, магнетронное распыление, кроме этого, был рассмотрен случай распыления из жидкой фазы (магнетронное распыление с теплоизолированной мишенью).Приведены нед?/p>