Магнетронные распылительные системы с электромагнитами

• Автор: Духопельников, Дмитрий Владимирович
• Шифр специальности: 01.04.14
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 202 с. : ил.

ОГ ДАВЛЕНИЕ

Глава 1. СОСТОЯНИЕ ИССЛЕДОВАНИЙ МАГНЕТРОННЫХ РАСПЫЛИТЕЛЬНЫХ

СИСТЕМ

1.1. Основные характеристики магнетронных распылительных систем

1.2. Конструктивные схемы магнетронных распылительных систем

1.3. Исследования внешних характеристик магнетронных распылительных систем

1.4. Экспериментальные исследования особенностей рабочего процесса в магнетронных распылительных системах
1.5. Теоретические исследования рабочего процесса в магнетронных распылительных системах

Глава 2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ УСТАНОВКА И МЕТОДЫ

ИЗМЕРЕНИЙ
2.1. Схема установки
2.2. Экспериментальные магнетронные распылительные системы
2.3. Электрический одиночный зонд Ленгмюра
2.4. Особенности зондовых измерений в плазме с магнитным полем
2.5. Конструкция зонда и схема зондовых измерений
2.6. Методика измерений магнитного поля и холловского тока в магнетронном разряде
Глава 3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ РАЗРЯДА В
МАГНЕТРОННЫХ РАСПЫЛИТЕЛЬНЫХ СИСТЕМАХ
3.1. Вольтамперные характеристики (ВАХ) разряда в магнетронных распылительных системах
3.2. Конфигурация магнитных полей в разрядном промежутке и их
влияние на форму разряда

3.2. Измерение распределения локальных параметров плазмы в
прикатодной области разряда
3.4. Исследование внешней границы области замагниченной плазмы
3.5. Экспериментальное определение величины холловского тока в разряде магнетронной распылительной системы
Глава 4. ЭЛЕКТРОМАГНИТЫ ДЛЯ МАГНЕТРОННЫХ РАСПЫЛИТЕЛЬНЫХ СИСТЕМ
4.1. Распределение магнитной индукции над поверхностью катода в зависимости от параметров электромагнита
4.2. Электромагнитная система для распыления
ферромагнитных материалов
Глава 5. ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ РАЗРЯДНОГО ПРОМЕЖУТКА
МАГНЕТРОННОЙ РАСПЫЛИТЕЛЬНОЙ СИСТЕМЫ
5.1. Структура разрядного промежутка
5.2. Некоторые константы, характерные для области замагниченной плазмы. Распределение В, Е, jp в области замагниченной плазмы
5.3. Эквивалентное давление и признаки подобия коэффициента ионизации в присутствии магнитного поля
5.4. Распределение коэффициента ионизации в разрядном промежутке
5.5. Распределение плотности электронного тока je, плотности ионного тока jh концентрации плазмы пе в разрядном промежутке
5.6. Параметры разряда на границе области замагниченной
плазмы и катодного слоя
5.7. Градиент электронного давления и его учет в описании
плазмы магнетронного разряда
5.8. Холловский ток в области замагниченной плазмы
5.9. Баланс энергии электронов и температура электронов в анодной области разряда

5.10. Функция распределения ионов по энергиям на входе в катодный слой. Средняя энергия ионов на входе в катодный слой
5.11. Минимальное рабочее давление
5.12. Внешняя граница области замагниченной плазмы
5.13. Толщина катодного слоя
5.14. Движение электронов в катодном слое
5.15. Ионизирующая способность катодного слоя
5.16. Функция распределения ионов по энергиям на поверхности катода. Средняя энергия иона на поверхности катода
ВЫВОДЫ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Концентрацию плазмы определим из уравнения (2.10):
(2.11)
Таким образом, уравнения (2.8) и (2.11) позволяют вычислить электронную температуру и концентрацию плазмы, а характерные точки <р/ и 3 позволяют определить плавающий потенциал и потенциал плазмы (рт.
2.4. Особенности зондовых измерений в плазме с магнитным полем
Если плазма находится в магнитном поле, вольтамперная характеристика зонда выглядит иначе, чем в плазме без магнитного поля (сравним кривые В, и В2 с кривой Во на рис. 2.10). Впервые это отличие было замечено, по-видимому, Дэвидом Бомом и рассмотрено в сборнике [58].
Как показали экспериментальные и теоретические исследования [59], [60], влиянием магнитного поля на ионную ветвь зондовой характеристики можно пренебречь вплоть до значений магнитной индукции в несколько десятых долей Теслы. С ростом величины магнитного поля его влияние сначала проявляется на электронах (юете»1, ^т;<1), а затем на ионах (о)ете» 1, ^;Т;>1).
Как видно на рис.2.10,. электронный ток насыщения 1ен на зонд становится меньше, если магнитное поле в плазме увеличивается, В2 > В і > В0. В том случае, когда В=0, отношение электронного тока насыщения к ионному составляет:
атомная масса, а.е.м.
Как видно из уравнения (2.12) отношение а »170,7 для аргона, чья атомная масса равна А = 40. Если магнитное поле составляет 0,05 - 0,2 Тл, то
(2.12)
где: тр =1,67-10'27 кг - масса протона; те =9,1 -10‘31 кг - массе электрона; А