5 / 14
Проблемы формирования толстых слоев олова методом ионного распыления…
Инженерный журнал: наука и инновации
# 1·2018 5
• в режиме самораспыления при найденной оптимальной темпе-
ратуре.
В качестве подложек использованы: пластины полированного и
шлифованного нитрида алюминия (AlN) размером 60×48 мм и тол-
щиной 0,25 мм; диски теллурида висмута диаметром 20 мм и толщи-
ной 1 мм.
В качестве материала тигля для плавления олова выбран молиб-
ден, так как он наиболее совместим с оловом по смачиваемости и ак-
тивности химического взаимодействия. Последнее обстоятельство
крайне важно, поскольку в случае несовместимости активностей хи-
мического взаимодействия материала тигля и мишени происходит
диффузия материала мишени в материал тигля с последующим его
разрушением.
Реализация процесса проведена с использованием магнетрона с
диаметром мишени 100 мм. Осаждение проводилось как при единич-
ной загрузке подложек (осаждение на неподвижную подложку), так и
при групповой загрузке подложек (с реализацией последовательного
прохождения подложек над мишенью магнетрона).
Толщины пленок измеряли с помощью микрометра Schut 0-2T
(погрешность измерений ±1 мкм). Скорость осаждения высчитывали
делением среднего значения толщины полученной пленки на время
ее осаждения. Среднюю толщину пленки определяли как среднее
арифметическое по трем измерениям в произвольных точках под-
ложки. Изображения поверхностей пленок с увеличением получали с
помощью оптического микроскопа.
Подбор мощностей для определения границ диапазонов температур
осуществляли экспериментальным путем: нижняя граница 231,9 °С —
точка плавления олова, верхняя граница 988 °С — точка перехода в
режим самораспыления. При выключении потока газа на мощности,
соответствующей первой точке, наблюдается быстрое падение ион-
ного тока и, соответственно, гашение разряда. При мощности, пре-
вышающей значение во второй точке, наблюдается стабильный ре-
жим самораспыления.
Проведение процесса с частичным добавлением рабочего газа
при малой мощности разряда.
Процесс реализован в диапазоне
температуры олова 231,9…988 °С, с подачей потока аргона 2 л/ч при
мощности 1,6 кВт. Максимальное значение скорости осаждения оло-
ва на неподвижную подложку не превысило 0,9 мкм/мин.
При классическом магнетронном распылении скорость осаждения,
реализуемая протяженными магнетронами с длиной мишени 500 мм и
при значении мощности 1,5 кВт, не превышает 0,35…0,40 мкм/мин.
При этом скорость осаждения ограничена максимально возможной
мощностью, вкладываемой в разряд, так как при магнетронном рас-