Rozwój techniki i technologii magnetronowego rozpylania

• Autorzy: Posadowski W. M. , Wiatrowski A.

Warianty tytułu

EN

The magnetron sputtering technology evolution

• Konferencja: Kongres Polskiego Towarzystwa Próżniowego ; Krajowa Konferencja Techniki Próżni (4 ; 8 ; 21-24.09.2008 ; Janów Lubelski, Polska)
• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Przedstawiono wyniki badań wybranych niekonwencjonalnych metod rozpylania magnetronowego na tle światowych trendów w tej dziedzinie. Zaprezentowano reaktywne, impulsowe rozpylanie magnetronowe i impulsowe autorozpylanie magnetronowe. Wykazano, że możliwe jest wysokowydajne nanoszenie warstw dielektrycznych (Al _x O _y AlN _x , SiO _x ) w tzw. metalicznym modzie rozpylania, tzn. z szybkościami porównywalnymi do tych, z jakimi nanoszone są czyste warstwy metaliczne w procesach niereaktywnych. Eksperymentalnie wykazano możliwość osadzania warstw w procesach impulsowego autorozpylania magnetronowego, tj. bez obecności gazu roboczego (przy ciśnieniu tła gazowego stanowiska próżniowego). Mod autorozpylania realizowano przy dwóch rodzajach zasilania impulsowego. W badaniach stosowano magnetron kołowy WMK-50 produkowany w WEMiF Politechniki Wrocławskiej, zdolny do prowadzenia procesów rozpylania dużej mocy. Wspomniane metody otwierają nowe możliwości sterowania parametrami procesu rozpylania, a tym samym nowy sposób kontrolowania właściwości osadzanych warstw.

EN

The pulsed, reactive high efficiency magnetron sputtering and self-sustained sputtering have been presented. A deposition rates of Al _x O _y , AlN _x , SiO _x were comparable respectively with deposition rates of Al and Si targets sputtered in argon ambient. It is assumed that it was possible thanks to the magnetron operation in the metallic mode. Concerning self-sustained magnetron sputtering it has been experimentally verified that such mode of magnetron operation can be achieved using impulse power supply.

Słowa kluczowe

PL

cienka warstwa; magnetron; rozpylanie reaktywne; autorozpylanie; zasilanie impulsowe; próżnia

EN

thin film; magnetron; reactive sputtering; self-sustained sputtering; pulsed sputtering; vacuum

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania
• Rocznik: 2009
• Tom: Vol. 50, nr 1
• Strony: 35--38
• Opis fizyczny: Bibliogr. 18 poz., wykr.

Twórcy

autor

Posadowski W. M.

autor

Wiatrowski A.

• Politechnika Wrocławska, Wydział Elektroniki Mikrosystemów i Fotoniki

Bibliografia

• [1] Berg S., Nyberg. T.: Fundamental understanding and modeling of reactive sputtering processes. Thin Solid Films, 476, (2005), pp. 215-230.
• [2] Kouznetsov V., Macak K., Schneider J. M., Helmersson U., Petrov I.: A novel pulsed magnetron sputter technique utilizing very high target power densities. Surface and Coatings Technology, 122, (1999), pp. 290-293.
• [3] Anders A.: Fundamentals of pulsed plasmas for materials processing. Surface and Coatings Technology, 183, (2004), pp. 301-311.
• [4] Musil J., Leština J., Vlćek J., Tölg T.: Pulsed dc magnetron discharge for high - rate sputtering of thin films. J. Vac. Sci.Technol., A, 19 (2), Mar/Apr., (2001), pp. 420-424.
• [5] Helmersson U., Lattemann M., Alami J., Bohlmark J.: High Power Impulse Magnetron Sputtering Discharges and Thin Film Growth. 48th Annual Technical Conference Proceedings, Society of Vacuum Coaters, (2005), pp. 458-464.
• [6] Chennadi S., Christie D. J., Sewana S., Lakkaraju R. K., Li J., Minut D. M., Rohde S. L.: HIPIMS Deposition of Copper Films: Correlation of Experiments to Model Predictions. 48th Annual Technical Conference Proceedings, Society of Vacuum Coaters, (2005), pp. 474-479.
• [7] Bohlmark J., Ehiasarian A. P., Lattemann M., Alami J., Helmersson U.: The Ion Energy Distributions in a High Power Impulse Magnetron Plasma. 48th Annual Technical Conference Proceedings, Society of Vacuum Coaters, (2005), pp. 470-473.
• [8] Christie D. J., Pflug A., Sittinger V., Ruske F., Siemers M., Szyszka B., Geisler M.: Model Prediction and Empirical Confirmation of Rate Scaling with Peak Power for High Power Pulse Magnetron Sputtering (HPPMS) Deposition of Thin Ag Films. 48th Annual Technical Conference Proceedings, Society of Vacuum Coaters, (2005), pp. 501-503.
• [9] Christie D. J.: Target materiał path ways model for high power pulsed magnetron sputtering. J. Vac. Sci. Technol., A, v. 23, no. 2, Mar/Apr, (2005), pp. 330-335.
• [10] Vlcek J., Pajdarova A. D., Belsky P., Lukas J., Kudlacek P., Musil J.: Characterization of High - power Pulsed dc Magnetron Discharges for lonized High - rate Sputtering of Copper Films. 48th Annual Technical Conference Proceedings, Society of Vacuum Coaters, (2005), pp. 465-469.
• [11] Bohlmark J., Alami J., Christou C., Ehiasarian A. P.: Ulf Helmersson, ionization of sputtered metals in high power pulsed magnetron sputtering. J. Vac. Sci. Technol., A 23 (1), Jan/Feb, (2005), pp. 18-22.
• [12] De Koven B. M., Ward P. R., Weiss R. E., Christie D. J., Scholl R. A., Sproul W. D., Tomasel F., Anders A.: Carbon Thin Film Deposition Using High Power Pulsed Magnetron Sputtering. 46th Annual Technical Conference Proceedings, Society of Vaccum Coaters, (2003), pp. 158-160.
• [13] Helmersson U., Lattemann M., Bohlmark J., Ehiasarian A. P., Gudmundsson J. T.: Ionized physical vapor deposition (IPVD): A review of technology and applications. Thin Solid Films, 513, (2006), pp. 1-24.
• [14] Hosokawa N., Tsukada T., Kitahara H.: Effect of discharge current and sustained self - sputtering. Proceedings of The 8th International Vacuum Congress, Cannes, France, 22-26 September (1980), Supplement LeVideles Couches Minces, no. 201, pp. 11-14.
• [15] Dora J.: Zasilacz rezonansowy. Urząd Patentowy RP, Patent nr 178285, zgł. 1996.06.03.
• [16] Posadowski W .M., Wiatrowski A., Dora J., Radzimski Z. J.: Magnetron sputtering process control by medium-frequency power supply parameter. Thin Solid Films, 516, (2008), pp. 4478-482.
• [17] Wiatrowski A.: Medium frequency magnetron self sputtering of copper. Vacuum 82, (2008), pp. 1111-1114.
• [18] Wiatrowski A., Posadowski W. M., Radzimski Z. J.: Pulsed - DC magnetron self - sustained magnetron sputtering. J. Vac. Sci. Technol., A 26/5, (2008), pp. 1277-1281, Zgłoszenie patentowe Nr P-382758, (2007).