Курсовая работа на тему: Характеристики процесса ионного распыления. Зависимость коэффициента распыления от энергии ионов

Введение

Получение высококачественных тонких пленок титана является одной из актуальных задач технологии изготовления различных элементов микроэлектроники.

В настоящее время наиболее перспективными методами нанесения покрытий являются вакуумно-плазменные методы. Это обусловлено их экологической безопасностью, высокой чистотой технологических процессов и качеством продукции. Также известно, что в ионизованном или возбужденном состоянии атомы и молекулы легче взаимодействуют друг с другом, делая процесс нанесения покрытий более эффективным.

Существующие методы осаждения тонких пленок с использованием ионного распыления и дают возможность получать пленки различных материалов (в том числе тугоплавких и многокомпонентного состава), которые практически невозможно получить термовакуумным методом. Ионный методы осаждения пленок дают возможность создания установок и линий непрерывного действия и позволяют осуществить полную автоматизацию всего цикла получения покрытия. Развитие процессов получения тонких пленок идет в направлении повышения качества пленок (снижение загрязнений) и повышения производительности процессов.

Этот метод относится к области высоких технологий и находит самое широкое применение в современном производстве.

На первый план курсовой работы выступает задача получение высококачественных тонких пленок титана, а так же исследования толщины пленки с помощью конфокальной микроскопии. Поэтому абсолютно очевидной является важность изучения и применения модернизированной установке УВН-71-П3

Оглавление

- Введение

- Характеристики процесса ионного распыления .1 Зависимость коэффициента распыления от энергии ионов

- Зависимость коэффициента распыления от угла падения ионов

- Ионная бомбардировка мишени

- Обратное рассеивание отражение ионов

- Особенности ионного распыления в присутствии реакционного газа

- Столкновительный характер движения атомных частиц ионов в газе Глава 2. Вакуумное технологическое оборудование

- Исследования поверхности Тi .1 Освоить процесс магнетронного напыления тонких пленок Тi

- 2 Измерения толщины тонких пленок ТiSi

- Заключение

- Список литературы

Заключение

Метод магнетронного распыления различных материалов для нанесения высококачественных тонких плёнок и покрытий является одним из важнейших для электроники, оптики, машиностроения и других отраслей, включая автомобилестроение и архитектуру. Метод хорошо освоен в промышленности и часто применяется в научных исследованиях. Он является серьезной альтернативой электронно-лучевому и вакуумно-дуговому испарению, а также экологически вредному гальваническому осаждению. Имеется большой парк магнетронного оборудования, который постоянно обновляется и совершенствуется. Многие технологические установки полностью автоматизированы и являются системами непрерывного действия. Из-за большой потребности в установках магнетронного распыления их общемировой объём продаж составляет сотни миллионов долларов в год.

Накоплена значительная информация о физических процессах в магнетронном разряде и связи параметров технологического процесса с характеристиками получаемых плёнок и покрытий. Созданы физические и математические модели разряда и технологических процессов.

Однако, несмотря на большие успехи в магнетронной технологии нельзя сказать, что решены все проблемы, которые присущи этому методу. Например, в некоторых случаях применению магнетронного распыления препятствует относительно неравномерное покрытие сложного профиля подложки или невысокая скорость осаждения покрытий, далеко неполное использование материала мишеней или присутствие распыляющего газа в составе конденсатов. Для преодоления этих и других недостатков требуются дополнительные исследования и разработки.

Также нельзя сказать, что уровень понимания физики магнетронного разряда и его математическое описание полностью удовлетворяют инженеров-разработчиков нового технологического оборудования. Поэтому необходимо продолжать изучение этого вида разряда, главным образом, его физики и химии на микроскопическом уровне. Макроскопические параметры и характеристики уже известны. Актуальным является создание программного обеспечения для проектирования МРС (расчётов электрических, газовых и тепловых характеристик, переноса распылённого вещества на подложку, выработки мишеней).

Постоянно возникают новые направления в науке и технике, которые нуждаются в новых технологиях. Так, сейчас на повестке дня стоит задача разработки нанотехнологий для производства объектов с элементами нанометрового размера. Анализ показывает, что магнетронное распыление является потенциально эффективным и в этой области.

Оно позволяет получать одно-, двух- и трёхмерные нанообъекты (нанослои, наноструктурные материалы и нанокомпозиты, наночастицы) для наноэлектроники, нанофотоники, наносенсорной техники, создания "умных" материалов и материалов с модулируемыми свойствами.

Это возможно благодаря высокому уровню управляемости ионного распыления и воздействия на конденсат, неравновесности процессов формирования плёнок и покрытий, возможности формировать импульсные потоки вещества, ограниченные во времени, но имеющие большую плотность.

Таким образом, из всего сказанного можно сделать вполне обоснованное заключение о перспективности магнетронного распыления и важности его дальнейшего развития.

Список литературы

1. Кузьмичёв А.И., Магнетронные распылительные системы, Киев: Аверс, 2008

2. Холлэнд JI., Нанесение тонких плёнок в вакууме, М.: Госэнергоиздат, 1963.

3. Данилин Б.С., Сырчин В.К., Магнетронные распылительные системы, М.: Радио и связь, 1982.

4. Берлин Е., Двинин С., Сейдман Л., Вакуумная технология и оборудование для нанесения и травления тонких пленок, М.: Техносфера, 2007.

. Жуков В.В., Кривобоков В.П., Янин С.Н., Распыление мишени магнетронного диода в присутствии внешнего ионного пучка, Журнал технической физики, 2006, том 76, вып. 4.

. Майссел Л., Глэнг Р., Технология тонких пленок. Справочник, пер, с англ, под ред,, Елинсона М.И., Смолко Г.Г., М.: Советское радио, 1977.

. Моргулис Н. Д., Катодное распыление, Успехи физических наук, 1946, т. 28.