Казанский

Магнетронное распыление. Этот метод нанесения пленок является дальнейшим развитием ионно-плазменного напыления. Он основан на рас-пылении материала за счет бомбардировки поверхности мишени ионами рабочего газа (обычно аргона), образующимися в плазме аномального тлеющего разряда. Для повышения эффективности ионизации рабочего газа и создания над поверхностью катода-мишени области плотной плазмы разряд возникает в неоднородных скрещенных электрическом и магнитном полях. Среди рассмотренных методов этот метод имеет более широкие возможности применения и является наиболее перспективным. Магне-тронное распыление можно осуществлять как на постоянном, так и на пе-ременном токе.
Ионно-лучевой синтез. Ионно-лучевой синтез основан на получении тонких пленок с применением ионной имплантации. В отличие от других ионно-плазменных методов получения пленок, при ионно-лучевом синтезе

17

энергия внедряемых ионов достаточно велика: она составляет от десятков

кэВ до единиц МэВ, а иногда и выше. При этом доза внедряемых ионов – более 10¹⁶ион/см², т.е. такая, чтобы концентрация имплантированных ато-мов была достаточной для формирования необходимого количества новой фазы. При этом конкретное значение дозы выбирается, исходя из задавае-мой структуры синтезируемой пленки (толщина, фазовый состав, сплош-ность и т.п.)
Синтезируемые фазы формируются в тонком приповерхностном слое (<1мкм) в аморфном или кристаллическом состоянии непосредственно в процессе имплантации. Часто для кристаллизации и улучшения структуры синтезируемого соединения или для проведения последующих химических реакций дополнительно используют термический или импульсный свето-вой, электронный, ионный и другие виды отжига.
В таблице 1 приведены преимущества и недостатки основных методов получения тонких пленок.

Таблица 1. Преимущества и недостатки основных методов получения тонких пленок

Метод
1. Вакуумное напы-ление с резистив-ным испарителем
2. Вакуумное напы-ление с электронно-лучевым испарите-лем
3. Химическое оса-ждение из паровой фазы

4.Электрохимичес-кое осаждение
Преимущества
Простое оборудование для легкоплавких материалов

Позволяет получать аморфные пленки одноэле-ментных полупроводников

Дает высококачественные приборы, эпитаксиальные слои для активных прибо-ров, можно наносить поли-кристаллические слои

Широкий диапазон пленок; большая площадь, одно-
Недостатки Сплавление с мате-риалом испарителя

Трудно испарять ту-гоплавкие металлы, углерод и окислы

Сложное оборудова-ние. Требует точного задания скорости га-зового потока; высо-кая температура под-ложки
Применим лишь для металлических пле-

18

5. Молекулярно-лучевая эпитаксия
родная по толщине

Дает высококачественные эпитаксиальные пленки различных соединений
нок; проблема приме-сей
Сложное оборудова-ние; низкая скорость осаждения

6. Катодное распы-ление
Позволяет в качестве ис-ходной мишени использо-вать тугоплавкие материа-лы. Большие площади по-верхности получаемых пленок.
Недостаточно высо-кое качество пленок

7. плазменное ление
Ионно- Пригоден для проводящих распы- материалов и для изолято-ров. Позволяет получать аморфные пленки металлов
и полупроводников.
Атомы распыляюще-го газа Ar внедряются в подложку; подлож-ка обычно сильно ра-зогревается; материал пленки перемешива-ется с материалом подложки

8. Магнетронное распыление на по-стоянном токе
Высокая скорость осажде-ния.
Большие трудности при распылении ди-электрических мате-риалов.

9. ВЧ-магнетронное нанесение

10. Ионно-лучевой синтез
Позволяет получать прак-тически любые пленки, как на диэлектрических, так и металлических подложках
Малое время процесса введения примесей, чис-тота технологии, низкая температура мишени, возможность создания ме-зотаксиальных слоев.
Трудности при приго-товлении мишеней.

Сложное и дорого-стоящее оборудова-ние. Только субмик-ронная толщина пле-нок.

19