Сильноточный импульсный магнетронный разряд с автоускорением плазмы
Диссертация
В рассматриваемом в настоящей работе сильноточном импульсном магнетронном разряде (СИМР) возможно нанесение покрытий со скоростью в несколько раз большей, чем в любых других магнетронных разрядах. Впервые с помощью этого разряда были получены соединения нитридов и оксидов тугоплавких материалов, таких как 8 (дельта)-фаза нитрида титана, без смещения и без нагрева подложки свыше 60 °C. Получено… Читать ещё >
Список литературы
- Fetisov I. К., Khodachenko G. V., Mozgrin D. V. Quasi-stationary high current forms of low pressure discharge in magnetic field Тезисы докладов. // I.C.P.I.G.-XX. Piza.1991. Vol. 2. C. 476−478.
- Фетисов И. К., Ходаченко Г. В., Мозгрин Д. В., Исследование возможности создания технологического реактора на основе разрядов в магнитных полях сложной конфигурации для ускоренного травления слоев. Отчет по теме № N89−93−3-021−3396. М., 1990. 99 с.
- Mozgrin D. V., Fetisov D. V., Khodachenko G. V., High-current low-pressure quasi-stationary discharge in a magnetic field: experimantal research // Plasma Phys. Rep. 1995. T. 21. № 5. C. 400−409.
- Ходаченко Г. В. Исследование условий зажигания и режимов газового разряда в поперечном слабо-неоднородном магнитном поле : дис.. канд. физ.-мат. наук. М., 1992. С. 138.
- Grove W. R., On the Electro-Chemical Polarity of Gases // Phil. Trans. R. Soc. Lond. 1852. T. 142. C. 87−101.
- Кузьмичев А. И. Магнетронные распылительные системы. Кн. ига 1. Введение в физику и технику магнетронного распыления Текст. К.: Аверс, 2008. 244 с.
- Духопельников Д. В. Магнетронные распылительные системы с электромагнитами: дис. канд. техн. наук. М., 2007. С. 202.
- Powel Sarah Finite element modelling of magnetostatics for magnetron sputter sources Тезисы докладов. // CAD for Electromagnetic Devices. UK Magnetic society, 2006.
- Бурмакинский И. Ю., Рогов А. В., Расчет профиля выработки катода для магнетронных систем ионного распыления // Журнал технической физики. 2003. Т. 73. № 10. С. 46−50.
- Fetisov I. К. Filippov A. A. Khodachenko G. V. Mozgrin D. V. Pisarev A. A. et al., Impulse irradiation plasma technology for film deposition // Vacuum. 1999. T. 53. №. C. 133−136.
- Мозгрин Д. В., Фетисов PI. К., Ходаченко Г. В. Структура сильноточного диффузного разряда низкого давления в магнитном поле Тезисы докладов. // VIII Конференция по физике газового разряда, тезисы докладов. 1996. Т. 2. С. 73−75.
- Гордеев А. А. и др. Спектроскопические исследования излучения плазмы сильноточного диффузного разряда низкого давления в магнитном поле [Тезисы докладов] // IV Межгосударственный симпозиум по радиационной плазмодинамике. Москва, 1997. С. 166−167.
- Гордеев А. А. и др. Определение компонентного состава плазмы сильноточного диффузного разряда [Тезисы докладов] // II Международная конференция по физике плазмы и плазменным технологиям. Минск, 1997.
- Фетисов И. К. Газовый разряд низкого давления в магнитном по-ле .(Физика газоразрядных процессов и лабораторный практикум) Текст. М.: Изд. МИФИ, 1999.
- Мозгрин Д. В. Экспериментальное исследование сильноточных форм квазистационарного разряда низкого давления в магнитном поле: дис.. канд. физ.-мат. наук. М., 1994. С. 122.
- Райзер Ю. П. Физика газового разряда Текст. М.: Наука, 1987.
- Козырев А. В., Королев Ю. Д., Месяц Г. А., Автоэмиссионные процессы перехода от тлеющего разряда к дуговому // ЖТФ. 1982. Т. 57.
- Месяц Г. А., Проскуровский Д. И. Импульсный электрический разряд в вакууме Текст. Новосибирск: Наука, 1984.
- Королев Ю. Д., Месяц Г. А. Автоэмиссионные процессы в газовом разряде Текст. Новосибирск: Наука, 1982.
- Александров Н. JI. и др., Диффузия электронов в слабоионизованной плазме во внешних полях // Физика плазмы. 1983. Т. 9. №. С. 1068.
- Акишев Ю. С., Напартович А. П., Перетятько П. И., Трушкин Н. И. и др., Приэлектродные области тлеющего разряда и нормальная плотность тока на аноде // ТВТ. 1980. Т. 18. № 4. С. 873.
- Акишев Ю. С. и др. Исследование плазменного столба и прианодной области продольного разряда в азоте и воздухе // ТВТ. 1982. Т. 20. № 1.С. 30−37.
- Акишев Ю. С. и др. Влияние состояния поверхности электродов на образование катодных, и анодных пятен // ТВТ. 1984. Т. 22. № 2.С. 201— 207.
- Акишев Ю. С. и др. Исследование преддугового катодного пятна в стационарном тлеющем разряде // ЖТФ. 1985. Т. 55. № 4. С. 655−663.
- Lin J. et а1и др. Ion energy and mass distributions of the plasma during modulated pulse power magnetron sputtering // Surface and Coatings Technology. 2009. Vol. 203. № 24. C. 3676−3685.
- Alami J., et al. Sarakinos K., Mark G., Wuttig M., On the deposition rate in a high power pulsed magnetron sputtering discharge // Applied Physics Letters. 2006. Vol. 89. № 15.
- Gudmundsson J. Т., Alami J., Helmersson U. Spatial and temporal behaviar of the plasma parameters in a pulsed magnetron discharge // Surface and Coatings Technology. 2002. Vol. 161. C. 249−256.
- Gudmundsson J. Т., Alami J., Helmersson U. Evolution of the electron energy distribution and plasma parameters in a pulsed magnetron discharge // Applied Physics Letters. 2001. Vol. 78. № 22. C. 3427.
- Konstantinidis S. et al. Influence of pulse duration on the plasma characteristics in high-power pulsed magnetron discharges // Journal of Applied Physics. 2006. Vol. 99. № 1.
- Sarakinos K., Alami J., Konstantinidis S., High power pulsed magnetron sputtering: A review on scientific and engineering state of the art // Surface and Coatings Technology. 2010. Vol. 204. № 11. C. 1661−1684.
- Ehiasarian A. P., Andersson J., Anders A., Distance-dependent plasma composition and ion energy in high power impulse magnetron sputtering // Journal of Physics D: Applied Physics. 2010. Vol. 43. № 27.
- Kadlec S., Simulation of Neutral Particle Flow During High Power Magnetron Impulse // Plasma Processes and Polymers. 2007. Vol. 4. № 1. P. 419 423.
- Zhukov V. V., Krivobokov V. P., Yanin S. N., Significance of Self-Sputtering Effect for the Magnetron Discharge // Известия вузов. Физика. 2006. № 8 (Приложение). С. 30−33.
- Anders A. ndre, Andersson J., Ehiasarian A., High power impulse magnetron sputtering: Current-voltage-time characteristics indicate the onset of sustained self-sputtering // Journal of Applied Physics. 2007. Vol. 102. № 11.
- Andersson J., Ehiasarian A. P., Anders A., Observation of Ti sup 4+. ions in a high power impulse magnetron sputtering plasma // Applied Physics Letters. 2008. Vol. 93. № 7.
- Andersson J., Anders A., Self-Sputtering Far above the Runaway Threshold: An Extraordinary Metal-Ion Generator // Physical Review Letters. 2009. Vol. 102. № 4.
- Alami J. et al. Phase tailoring of Та thin films by highly ionized pulsed magnetron sputtering // Thin Solid Films. 2007. Vol. 515. № 778−8. C. 3434−3438.
- Rossnagel S. M., Kaufman H. R., Charge transport in magnetrons // Journal of Vacuum Science & Technology A: Vacuum, Surfaces, and Films. 1987. Vol. 5. № 4. C. 2276−2279.
- Hoffman D. W., A sputtering wind // Journal of Vacuum Science & Technology A: Vacuum, Surfaces, and Films. 1985. Vol. 3. № 3. C. 561−566.
- Bohlmark J. et al. The ion energy distributions and ion flux composition from a high power impulse magnetron sputtering discharge // Thin Solid Films. 2006. Vol. 515. № 4. C. 1522−1526.
- Ehiasarian A. et al. New R. Munz W.-D. Hultman L. Helmersson U. Kouznetsov V. Influence of high power densities on the composition of pulsed magnetron plasmas // Vacuum. 2002. Vol. 65. C. 147—154.
- Lu J., Kushner J. M., Effect of sputter heating in ionized metal physical vapor//J. App. Phys. 2000. Vol. 87. № 10. C. 7198−7207.
- Kouznetsov V. et al. A novel pulsed magnetron sputter technique utilizing very high target power densities // Surface and Coatings Technology. 1999. Vol. 122. № 223−3. C. 290−293.
- Andersson J., Anders A., Gasless sputtering: Opportunities for ultraclean metallization, coatings in space, and propulsion // Applied Physics Letters. 2008. Vol. 92. № 22.
- Cada M. et al. Plasma diagnostics in the pulse magnetron sputtering system used for deposition Ti-C:H thin films // Surface and Coatings Technology. 2006. Vol. 200. № 12. C. 3861−3867.
- Cada M. et al. Time-resolved plasma parameters in the HiPIMS discharge with Ti target in Ar/02 atmosphere // Surface and Coatings Technology. 2010.
- Gudmundsson J. T. et al. On the electron energy in the high power impulse magnetron sputtering discharge // Journal of Applied Physics. 2009. Vol. 105. № 12.
- Vetushka A., Ehiasarian A. P. Plasma dynamic in chromium and titanium HIPIMS discharges // Journal of Physics D: Applied Physics. 2008. Vol. 41. № 1.
- Hecimovic A., Burcalova K., Ehiasarian A. P., Origins of ion energy distribution function (IEDF) in high power impulse magnetron sputtering (HIPIMS) plasma discharge // Journal of Physics D: Applied Physics. 2008. Vol. 41. № 9.
- J. Alami.-Linkoping University, Linkoping, Sweden, .2005. c 130
- Bohlmark J. et al. Measurement of the magnetic field change in a pulsed high current magnetron discharge // Plasma Sources Science and Technology. 2004. Vol. 13. № 4. C. 654−661.
- Lundin D. et al. Cross-field ion transport during high power impulse magnetron sputtering // Plasma Sources Science and Technology. 2008. Vol. 17. № 3.
- Lundin D. et al. Anomalous electron transport in high power impulse magnetron sputtering // Plasma Sources Science and Technology. 2008. Vol. 17. № 2.
- Bohlmark J. et al. Ionization of sputtered metals in high power pulsed magnetron sputtering // Journal of Vacuum Science & Technology A: Vacuum, Surfaces, and Films. 2005. Vol. 23. № 1. P. 18.
- Greczynski G., Hultman L. Time and energy resolved ion mass spectroscopy studies of the ion flux during high power pulsed magnetron sputtering of Cr in Ar and Ar/N2 atmospheres // Vacuum. 2010. Vol. 84. № 9. C. 1159−1170.
- Poolcharuansin P., Bradley J. W. Short- and long-term plasma phenomena in a HiPIMS discharge // Plasma Sources Science and Technology. 2010. Vol. 19. № 2.
- Poolcharuansin P., Bradley J. W. The evolution of the IEDFs in a low-pressure HiPIMS discharge // Surface and Coatings Technology. 2010.
- Anders A., Discharge physics of high power impulse magnetron sputtering // Surface & Coatings Technology. 2011.
- Ehiasarian A. P., Bugyi R. 47th Annual Technical Conference Proceedings / ed. S. о. V. C. San Francisco. C. 437−444.
- Ehiasarian A. P. High-power impulse magnetron sputtering and its applications // Pure and Applied Chemistiy. 2010. Vol. 82. № 6. C. 1247−1258.
- Ehiasarian A. P., Wen J. G., Petrov I. Interface microstructure engineering by high power impulse magnetron sputtering for the enhancement of adhesion // Journal of Applied Physics. 2007. Vol. 101. № 5.
- Munz W. D. et al. Industrial applications of HIPIMS // Journal of Physics: Conference Series. 2008. Vol. 100. № 8.
- Konstantinidis S., Dauchot J., Hecq M. Titanium oxide thin films deposited by high-power impulse magnetron sputtering // Thin Solid Films. 2006. Vol. 515. № 3. C. 1182−1186.
- Samuelsson Mattias et al. On the film density using high power impulse magnetron sputtering // Surface and Coatings Technology. 2010. Vol. 205. № 2. C. 591−596.
- Чан П., Тэлбот Л., Турян К. Электрические зонды в неподвижной и движущейся плазме-, пер. с англ. Текст. М.: Мир, 1978. С. 148−157.
- Козлов О. В. Электрический зонд в плазме Текст. М.: Атомиздат, 1969.
- Tichy M. et al. Langmuir Probe Diagnostics for Medium Pressure and Magnetised Low-Temperature Plasma // J. Phys. IV. 1997. Vol. 7. № 4. C. 397 411.
- Sanmartin J. R., Theory of a Probe in a Strong Magnetic Field // Журнал. 1970. Vol. 13. № l.C. 103−116.
- Brussaard G. J. H. et al. Langmuir probe measurements in an expanding magnetized plasma // Physical Review E. 1996. Vol. 54. № 2. P. 1906.
- Hutchinson H. Principles of Plasma Diagnostics, Second EditionTeKCT./. -: Cambridge University Press, 2002.
- Kocan M., Gunn J. P., Influence of impurities on ion temperature measurements in the tokamak scrape-off layer by retarding field analysers // Plasma Physics and Controlled Fusion. 2011. Vol. 53. № 8.
- Шафранов В. Д. Вопросы теории плазмы / под ред. М. А. Лёонтович Текст. М.: Госатомиздат, 1963. Вып. 2. 92 с.
- Шиллер Э., Гайзиг У., Панцер 3. Электронно-лучевая технология- пер. с нем. Текст. М.: Энергия, 1980. 528 с.
- Никоненко В. А. Математическое моделирование технологических процессов: Моделирование в среде MathCAD. Практикум / под ред. Г. Д. Кузнецова Текст. М.: МИСИС, 2001. 48 с.
- Данилин В. С., Сырчин В. К. Магнетронные распылительные системы Текст. М.: Радио связь, 1982.
- Smith D. L. Physical sputtering model for fusion reactor first wall materials // Journal of Nuclear Materials. 1978. № 75. C. 20−31.
- Плешивцев H. В., Бажин А. И. Физика воздействия ионных пучков на материаллы Текст. М.: Вузовская книга, 1998.
- Doerner R. P., Krasheninnikov S. I., Schmid D. Particle-induced erosion of materials at elevated temperature // Journal of Applied Physics. 2004. Vol. 95. № 8. C. 4471.
- Lee H. Т., Krieger К. Modeling tungsten and carbon sputtering by carbon at elevated temperatures // Physica Scripta. 2009. Vol. T. 138. №.
- Schiller S., Heisig U., Panzer S. Electron Beam Technology Текст. Wiley, 1982.
- Таблицы физических величин. Справочник / под ред. И. К. Кикоина Текст. М.: Атомиздат, 1976. 1008 с.
- Roger W. Pryor. Multiphysics Modeling Using COMSOL: a first principles approach Текст. Jones and Bartlett Publishers, LLC, 2009.
- Егоров В. И. Применение ЭВМ для решения задач теплопроводности. Учебное пособие Текст. СПб: СПб ГУ ИТМО, 2006.85. http://www.comsol.com/.
- Sonia М. F. Garcia. Numerical Simulation of a Joule Heating Problem. 2010. 23 c.
- Курнаев В. А. Взаимодействие плазмы с поверхностью Текст. М.: МИФИ, 2003.
- Ziegler J. F., Biersack J. Monte Carlo code SRIM2006.02 Online., (downloadable from http://srim.org/).
- Лебедев Ю. А., Соломахин П. В., Шахатов В. А. Электродный микроволновый разряд в азоте: структура и газовая температура // Физика плазмы. 2007. Т.-ЗЗ. № 2. С. 180−190.
- Брагинский С. И. Явления переноса в плазме // Вопросы теории плазмы. Текст. М.: Госатомиздат, 1963. Вып. 1. С. 183−274.
- Москаленко И. В. и др. Измерение эффективной температуры ионов аргона методом лазерной спектроскопии в плазменном нейтрализаторе ПН-3 // Физика плазмы. 2004. Т. 30. № 5. С. 469.
- Brenning N. et al. A bulk plasma model for dc and HiPIMS magnetrons // Plasma Sources Science and Technology. 2008. Vol. 17. № 4.
- Ходаченко Г. В. и др. Ионно-плазменная генерация тонкого TiN покрытия фольги электролитических конденсаторов // Известия ран. Серия Физическая. 2010. Т. 74. № 2. С. 277−283.
- Misozhnikov L.V., Sharipov Е. I., Report at the CARTS Europe 2007 Conference. Barcelona, 2007.
- Ролдугин В. И. Свойства фрактальных дисперсных систем // Успехи химии. 2003. Т. 72. № 11. С. 1027−1054.
- Bonn D., Ross D. Wetting transitions // Rep. Progr. Phys. 2001. Vol. 64. № 9. P. 1085.
- Данилин Б. С. и др. Осаждение металлических пленок путем распыления из жидкой фазы // Электронная техника. Сер. 3. Микроэлектроника. 1978. № 2 (72). С. 84−87.
- Krutenat R. С., Jesick W. R. Vapor Deposition by Liquid Phase Sputtering // J. Vac. Sci. Techn. 1970. Vol. 7. № 1. C. 40.
- Zhukov V. V. et aL. Magnetron Discharge in the Diode with a Liquid-Metal Target [Тезисы докладов] // 7th Intern. Conf. on Modification of Materials with Particle Beams and Plasma Flows. Tomsk, год. С. 277−280.
- Третьяков P. С., Кривобоков В. П., Янин С. Н. Эрозия жидкофазной мишени в плазме магнетронного разряда // Известия вузов. Физика. 2007. № 9 (Приложение). С. 487−490.
- Блейхер Г. А. и др. Тепловые и эрозионные процессы при работе магнетронних распылительных систем с неохлаждаемыми мишенями // Известия вузов. Физика. 2009. Т. 52. № 11/2 (Приложение). С. 180−185.
- Берлин Е. В. Скоростное магнетронное напыление меди на установке CAROLINE D 12А1 // Интеграл. 2009. № 6 (50).