3. Катодне розпилення з зміщуванням
Зазвичай при катодному розпиленні анод і ковпак заземлюються і знаходяться під нульовим потенціалом по відношенню до негативного катоду. При катодному розпиленні із зміщуванням на анод подається невелика негативна напруга по відношенню до заземленого ковпака, як показано на рис. 3.1.
Напруга між анодом та ковпаком називається напругою зміщення.
Рис. 3.1. Катодне розпилювання зі зміщенням
1 – катод; 2 – екран; 3 – ковпак; 4 – підкладка; 5 – анод; 6 – вхід газу.
При включені напруги зміщення між анодом і ковпаком виникає тліючий розряд, і позитивні іони, утворені у цьому розряді, бомбардують анод. Енергія цих іонів недостатня для розпилу аноду, але вона достатня для знегажування його поверхні.
Експерименти показують, що властивості одержаних плівок дуже залежать від напруги зміщення. Для одержання хороших результатів повинна бути вибрана оптимальна величина цієї напруги.
4. Особливості зціплення тонких плівок з підкладкою при катодному розпиленні
Як відмічалося раніше, плівки отримані катодним розпиленням, мають краще зціплення з підкладкою, ніж плівки, які нанесені термічним випарюванням. Так, міцність зціплення плівок благородних металів (золота, платини та ін.) при катодному розпиленні виходить досить доброю, у той час як при випарюванні у вакуумі ця міцність дуже незначна. Таке розходження міцності плівок може буди наслідком негативного іонного бомбардування підкладки.
Негативні іони є в основному іонами кисню, які утворюються у результаті зіткнення електронів та молекул кисню залишкового газу або газу, адсорбованого підкладкою. Відбувається окислення перших атомів, що розпилюються, та утворення зародків шару з молекул окису. Оскільки енергія з’єднання окис – ізоляційна підкладка і окис – метал вище енергії зв’язку метал – ізоляційна підкладка, утворюється міцне зчеплення металевих плівок, отриманих катодним розпилом.
Контрольні питання
1. Історія розвитку тонкоплівочних процесів.
2. Відмінність адгезивних і неадгезивних плівок. Класифікація тонких плівок.
3. Плазмові методи одержання матеріалів.
4. Недоліки плазмових способів напилення.
5. Іонно-плазмові напилювання
6. Переваги іонно-плазмового напилювання.
7. Розташувати зазначені методи в порядку зростання щільності одержуваних покрить і обґрунтувати своє рішення:
1 – електронно-променеве напилювання;
2 – термічне;
3 – магнетронне на постійному струмі;
4 – магнетронне на перемінному струмі;
5 – лазерне напилювання;
6 – катодне (іонне напилювання).
8. Електронно-променеве напилювання та його недолік.
9. Розташувати зазначені методи в порядку зростання ефективності осадження матеріалу й обґрунтувати своє рішення:
1 – електронно-променеве напилювання;
2 – термічне;
3 – магнетронне на постійному струмі;
4 – магнетронне на перемінному струмі;
5 – лазерне напилювання;
6 – катодне (іонне напилювання).
10. Запропонувати спосіб одержання адгезивної плівки на основі Мо та дати його опис.
Навчальне видання
Калинушкін Євген Павлович
Мовчан Олександр Володимирович
Федоркова Наталія Миколаївна
Балакін Олександр Анатолійович
Синиціна Юлія Петрівна
Горуля Микола Михайлович
Згарбул Ольга Петрівна
Тонкоплівочні матеріали та технології
їх одержання
Навчальний посібник
Частина 2
Національна металургійна академія України
49600, Дніпропетровськ-5, пр. Гагаріна, 4
_______________________
Редакційно-видавничий відділ НМетАУ