Нанесение покрытий на материалы с низкой теплостойкостью с помощью аномального тлеющего разряда

• Автор: Лучкин, Александр Григорьевич
• Шифр специальности: 05.16.09
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2014
• Место защиты: Казань
• Количество страниц: 135 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. НАНЕСЕНИЕ ПОКРЫТИЙ НА ПЛАСТИКИ С ПОМОЩЬЮ НИЗКОТЕМПЕРАТУРНОЙ ПЛАЗМЫ

1.1. Покрытия на материалы с низкой теплостойкостью

1.2. Низкотемпературная плазма в процессе нанесения покрытий

1.3. Характеристики упрочняющих покрытий, полученных с помощью

низкотемпературной плазмы

1.4. Задачи диссертации

ГЛАВА 2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ УСТАНОВКА И МЕТОДИКИ ИССЛЕДОВАНИЙ

2.1. Плазменная установка для нанесения упрочняющих покрытий

2.2. Аппаратура и методики исследования параметров плазмы

2.3. Аппаратура и методики исследования свойств покрытий
ГЛАВА 3. ИССЛЕДОВАНИЕ АНОМАЛЬНОГО ТЛЕЮЩЕГО РАЗРЯДА В ПРОЦЕССАХ НАНЕСЕНИЯ УПРОЧНЯЮЩИХ ПОКРЫТИЙ
3.1. Пространственное распределение температуры вблизи магнетрона
3.2. Зависимость вольт-амперной характеристики от расхода плазмообразующего и
реакционного газов
3.3. Влияние давления в вакуумной камере на вольт-амперную характеристику разряда
3.4. Модель реактивного магнетронного распыления
ГЛАВА 4. ПОЛУЧЕНИЕ УПРОЧНЯЮЩИХ ПОКРЫТИЙ НА ПОЛИМЕРЫ С ПОМОЩЬЮ МАГНЕТРОННОЙ РАСПЫЛИТЕЛЬНОЙ СИСТЕМЫ
4.1. Исследование влияния параметров плазмы аномального тлеющего разряда на свойства упрочняющих покрытий на стекле и пластиках
4.2. Технологический процесс нанесения покрытий на материалы с низкой
теплостойкостью с помощью низкотемпературной плазмы
4.3. Упрочняющее теплоотражающее покрытие
4.4. Широкополосные просветляющие покрытия
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИНЯТЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ
Те - температура электронного газа
Тф Т, - температуры атомов и ионов
Vj— плавающий потенциал
Ше - масса электрона
гп - масса иона
е - заряд электрона
кБ - постоянная Больцмана
v+ - дрейфовая скорость ионов
п - концентрация ионов
j+ - плотность ионного тока
/л+ - подвижность ионов
ve - дрейфовая скорость электронов
пс - концентрация электронов
je - плотность тока электронов
/ие - подвижность электронов
п0 - плотность зарядов
Р - коэффициент рекомбинации
а - коэффициент Таунсенда
у - обобщенный коэффициент вторичной эмиссии
Оэфхеч - эффективное сечение частицы
0 - отношение части адсорбционных центров занятых кислородом к их общему количеству
MPC - магнетронная распылительная система рАг - давление аргона
СФКТ - система фотометрического контроля толщины
А - длина волны
L - характерный размер течения
Кп - числом Кнудсена
р0Ст - остаточное давление

г - время нахождения атома кислорода на поверхности мишени Я - скорость распыления д - коэффициент распыления N - число Авогадро
с - относительная диэлектрическая проницаемость и(Я) - комплексный показатель преломления <тАп - адгезионная прочность покрытия рп - плотность покрытий е0 - диэлектрическая постоянная
ФРЭЭ - функция распределения электронов по энергиям
Еп - модуль Юнга
ип - коэффициент Пуассона
Ял - шероховатость поверхности
А - эффективная площадь мишени
Д) - суммарный расход газов кислорода и аргона
Я-площадь геттерирующей поверхности
5Р - скорость откачки
Лт и г|о - коэффициенты распыления металла и оксида, к - количество ударов атомов кислорода по поверхности

преимущественно образуются на поверхности катода, но могут и появляться между катодом и анодом. Данное явление дугообразования сильно перегружает источник питания, который необходимо защищать разными способами. Проблема появления дуг различного типа на поверхности мишени может быть следствием структурной неоднородности материала мишени у поверхности, накопления заряда на локализованных изолированных участках. На практике показано, что дугообразования в основном происходит на новых металлических мишенях, которые изготовлены материалов, которые обладают высокой скоростью окисления. Образование дуг также происходит на мишенях, находившихся в длительном контакте с атмосферой при напуске воздуха в камеру для смены подложек или установки подложкодержателей [76].
Создание магнетронов, предназначенных для решения конкретных задач, и увеличение списка материалов, которые можно использовать в качестве мишени, поддерживает рост технологических возможностей MPC. С помощью магнетронных распылительных систем в микроэлектронике получают однослойные и многослойные системы изолирующих и защитных слоев, а также металлизации.
Главными преимуществами магнетронных распылительных систем остаются

- универсальность - возможность наносить, как металлические покрытия, так и покрытия из сплавов, полупроводников и диэлектриков;
- повышенная скорость напыления с плавной регулировкой в широком диапазоне;
- распыление многокомпонентных мишеней при сохранении соотношения составляющих элементов;
- высокая однородность и чистота покрытий;
- высокая адгезионная прочность покрытий;