Badanie procesu autorozpylania niklu

• Autorzy: Posadowski W. , Kudzia J. , Brudnik A.

Warianty tytułu

EN

Sustained self-sputtering of nickel

• Konferencja: Ogólnopolskie Seminarium "Techniki Jonowe" ( 8 ; 12-14.03.2003 ; Szklarska Poręba, Polska)
• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Przedstawiono wyniki badań procesu rozpylania niklu za pomocą wysokowydajnego układu magnetronowego WMK-50. Prowadzono rozpylanie standardowe w argonie i autorozpylanie bez obecności jakiegokolwiek gazu roboczego. W ostatnim przypadku rolę gazu roboczego spełniały rozpylone atomy niklu. Zmierzono charakterystyki prądowo-napięciowe magnetronu w dwóch ciśnieniach gazu roboczego p_Ar = 0 i p_Ar = 6,6 × 10⁻³ hPa. Zjawisko autorozpylania występowało przy gęstości mocy wydzielanej w targecie większej od ~ 430 W/cm², wówczas proces rozpylania mógł być kontynuowany przy końcowym ciśnieniu stanowiska próżniowego p_t = 1,3 × 10⁻⁵ hPa. Ze wzrostem prądu targetu zaobserwowano większy względny wzrost natężenia wybranych linii emisyjnych niklu w porównaniu do natężenia linii argonu, co wskazywało w świetle wcześniejszych badań rozpylania miedzi na występowanie zjawiska chłodzenia plazmy wyładowania jarzeniowego.

EN

High efficiency magnetron sputtering process of nickel, using WMK-50 magnetron source, has been presented. Standard sputtering in argon and sustained self-sputtering (SSS) processes was carried out. The latter means that "gas" of sputtered metal ions and atoms plays the role of working gas sustaining the discharge. Current-voltage characteristics were measured at different argon pressures p_Ar = 0 (SSS mode) nd p_Ar = 6,6 × 10⁻³ hPa (argon mode). The sustained self-sputtering magnetron mode appeared at target power density higher than ~ 430 W/cm² and sputtering process could be continued at final pressure of vacuum set equal to p_t = 1,3 × 10⁻⁵ hPa. The increase of target current caused the relative higher increase of Ni emission line intensity in comparison to argon lines. Comparing these data with similar ones obtained during experiments performed previously (sputtering of Cu) one may conclude that phenomenon of plasma cooling was existing.

Słowa kluczowe

PL

próżnia; rozpylanie; magnetron; nikiel

EN

sputtering; vacuum; magnetron; nickel

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania
• Rocznik: 2003
• Tom: Vol. 44, nr 11
• Strony: 24--26
• Opis fizyczny: Bibliogr. 20 poz., il.

Twórcy

autor

Posadowski W.

• Wydział Elektroniki Mikrosystemów i Fotoniki, Politechnika Wrocławska, Wrocław

autor

Kudzia J.

• Wydział Elektroniki Mikrosystemów i Fotoniki, Politechnika Wrocławska, Wrocław

autor

Brudnik A.

• Katedra Elektroniki AGH, Kraków

Bibliografia

• 1. T. Asamaki, R. Mori, A. Takagi: Copper self-sputtering by planar magnetron, Jpn. Journal Appl. Phys., v. 33, (1994), pp. 2500-2503.
• 2. T. M. Berlicki et al.: Thermoelement humidity sensor Sensors and Actuators, A 64, (1998), pp. 213-217.
• 3. T. M. Berlicki et al.: Thermoresistive thin film flow sensor, Active and Passive Elec. Camp., v. 13, (1989), pp. 161-173.
• 4. T. M. Berlicki, M. Błasiak, E. L. Prociów: Nickel thin film thermoresistive sensors, 4th European Hybrid Microelectronics Conference, Copenhagen, May 18-20, (1983), pp. 178-183.
• 5. S. A. Chang, M. B. Skalnik, C. Altman: High rate sputtering depositon of nickel using de magnetron made, Journal Vae. Sci. Technol., A 4 (3), May/Jun, (1986), pp. 413-416.
• 6. F Jianming et al.: Deposition of cooper by using self-sputtering, Journal Vae. Sci. Technol., A 17 (5) , Sept/Oct, (1999), pp. 2830-2834.
• 7. S. Kadlec, J. Musil: Low pressure magnetron sputtering and self-sputtering discharges, Vacuum, v. 47, No. 3, (1996), pp. 307-311.
• 8. E. Kay, F. Parmigiani, W. Parrish: Microstructure of sputtered metal films grown in high- and low-pressure discharges, Journal Vae. Sci. Technol., A 6 (6), Nov/Dec, (1988), pp. 3074-3081.
• 9. M. Kawamura, Y. Abe, K. Sasaki: Formation process of Ni-N films by reactive sputtering at different substrate temperatures, Vacuum, 59, (2000), pp. 721-726.
• 10. Y. Mikami et al.: Effect of de bias voltage on the deposition rate for Ni thin films by rf-dc coupled unbalanced-magnetron sputtering, Surface and Coatings, 133-134, (2000), pp. 295-300.
• 11. J. Musil: Recent advances in magnetron sputtering technology, Surface and Coatings technology, No 100-101, (1998), pp. 280-286.
• 12. W. M. Posadowski: Sustained self sputtering of different materials using de magnetron, Vacuum, v. 46, No 8-10, (1995), pp. 1017-1020.
• 13. W. M. Posadowski: Badanie charakterystyk układów magnetronowych w zakresie niskich ciśnień, Raporty Inst. Technol. Elektron. Politechniki Wroc., (1993), Ser. SPR nr 43; Posadowski W., Probl. Eksploat. (1995) nr 5, s. 233-239.
• 14. W. M. Posadowski: Plasma parameters of very high target power density magnetron sputtering, Thin Solid Films, v. 392/2, (2001), pp. 201-207.
• 15. W. M. Posadowski, A. Brudnik: Optical emission spectroscopy of self-sustained magnetron sputtering, Vacuum, (1999), v. 53, No 1/2, pp.11-15.
• 16. W. M. Posadowski, Z. Radzimski: Sustained self-sputtering using a direct current magnetron source, Journal Vae. Sci. Technol. A, V. 11, (1993), pp. 2980-2984.
• 17. L. Qiu, E. Obermeier, A. Schubert: A microsensor with integrated heat sink and flow guide for gas flow sensing applications, 8th Int. Conf. on Solid State Sensors and Actuators, Stockholm, June 25-29, (1995), pp. 520-523.
• 18. G. M. Turner et al.: Monte Carlo calculations of the properties of sputtered atoms at a substrate surface in a magnetron discharge, Journal Vae. Sci. Technol., A 10 (3), (1992), pp. 455-461.
• 19. H. Shimizu, E. Suzuki, Y. Hoshi: Crystal orientation and microstructure of nickel film deposited at liquid nitrogen temperature by sputtering, Electrochimica Acta, 44, (1999), pp. 3933-3944.
• 20. H. F. Winters, E. Kay: Gas incorporation into sputtered films, Journal of Appl. Phys., Vol. 38, No 10, Sept., (1967), pp. 3928-3934.