Плазменные источники распыляющих ионов на основе открытых разрядов низкого давления в магнитном поле с холодным катодом

• Автор: Шулунов, Вячеслав Рубинович
• Шифр специальности: 01.04.14
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Улан-Удэ
• Количество страниц: 127 с. : ил

СОДЕРЖАНИЕ
Введение
ГЛАВА I. АНАЛИЗ ХАРАКТЕРИСТИК И СВОЙСТВ РАЗРЯДОВ
НИЗКОГО ДАВЛЕНИЯ С ХОЛОДНЫМ КАТОДОМ
1Л. Свойства и характеристики разрядов с полым холодным
катодом, особенности генерирования распыляющих ионов
1.2. Эмиссионные свойства плазмы разрядов
1.3. Принципы конструирования плазменных источников ионов
1.4. Принципы конструирования планарных магнетронов
1.5. Выводы
ГЛАВА И. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ СВОЙСТВ
ОТКРЫТОГО РАЗРЯДА С ПОЛЫМ КАТОДОМ
2.1. Электродная структура и характеристики разряда с широкой апертурой отражательного катода
2.2. Эмиссионные свойства плазмы открытого разряда
2.3. Влияние пристеночного слоя на устойчивость проникающей плазмы в канале ускоряющего электрода
2.4. Выводы
ГЛАВА III. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ СВОЙСТВ
МАГНЕТРОННОГО РАЗРЯДА НИЗКОГО ДАВЛЕНИЯ, ОПРЕДЕЛЯЕМЫХ ВЛИЯНИЕМ СТРУКТУРЫ АНОДНЫХ ЭЛЕКТРОДОВ
3.1. Свойства магнетронного разряда с центральным анодом.
3.2. Инжекция ионного пучка в планарный магнетрон
3.3. Выводы
ГЛАВА IV. ГЕНЕРАТОРЫ РАСПЫЛЯЮЩИХ ИОНОВ
С ОТКРЫТЫМИ РАЗРЯДАМИ
4.1. Широкоапертурный источник ионов
4.2. Планарный магнетрон с ионными источниками
4.3. Планарный магнетрон с центральным анодом
4.4. Электровакуумная установка для выращивания тонких пленок ионным распылением
4.5. Выводы
Заключение
Список литературы

ВВЕДЕНИЕ
Развитие промышленной технологии получения тонких пленок в вакууме повышает требования к технике выращивания и стимулирует создание нового, эффективного и надежного оборудования с параметрами лучшими, чем у общеизвестных конструктивных решений. Технологическим требованиям выращивания тонких пленок наилучшим образом удовлетворяют газоразрядные устройства с различными видами разрядов, основанные на распылении мишеней в вакууме ускоренными ионами.
Общепризнанная перспективность использования газоразрядной плазмы в технологии тонких пленок связана с низкотемпературными процессами выращивания тонких пленок. Однако несмотря на принципиальные несомненные достоинства широко распространенной газоразрядной техники нанесения пленок, у неё существует ряд недостатков: высокое давление газа в рабочем объеме ~1 Па; невозможность управления током распыляющих мишень ионов без изменения параметров разряда; трудности распыления составных мишеней; трудность воспроизведения режимов горения разряда при переходе от одного распыляемого материала к другому, связанная с непостоянством эмиссионных свойств мишеней; близость газового разряда к ростовой поверхности подложек, ведущая к нежелательному их нагреву до сравнительно высоких температур 523-573 К.
При распылении мишеней ионным пучком становится возможным: выращивание тонких пленок в условиях вакуума 10'4—10"5 Па; исключение бомбардировки поверхности роста быстрыми заряженными частицами; устранение влияния на структуру и свойства наращиваемых пленок электрических и магнитных полей, инициирующих поджиг и обеспечивающих устойчивое горение разряда; легкость реализации режимов роста

Рис. 1.15. Конструкция генератора плазмы.
1 - холодный катод, 2 - полый анод, 3 - промежуточный электрод, 4 - маг-нитопроводы, 5, 6 - изоляторы, 7 - контрагирующая вставка, 8 - экспандер, 9 - эмиссионная сетка, 10 - SmCo5 магнит, 11 - полость охлаждения, 12 -посадочный фланец.

Рис. 1.16. Конструкция источника.
1 - корпус, 2 - высоковольтный изолятор, 3 - анод, 4, 13 - изоляторы, 5 -экспандер, 6 - подвижное кольцо, 7 - сетка, 8 - эмиссионный электрод, 9 -ускоряющий электрод, 10 - перераспределяющий электрод, 11 - катод отражатель, 12 - магнит, 14 - полый катод.