Próżniowe, wysokowydajne, osadzanie cienkich warstw dielektrycznych metodą reaktywnego, impulsowego rozpylania magnetronowego : wybór punktu pracy magnetronu

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

Warianty tytułu

EN

High efficiency thin dielectric films deposition using reactive pulsed magnetron sputtering : the choice of magnetron working point

• Konferencja: Konferencja Techniki Próżni. 9 ; Workshop on Field Emission from Carbonaceous Materials ; 6-9.06.2011; Cedzyna, Polska
• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Badano proces impulsowego, reaktywnego magnetronowego osadzania cienkich warstw. Celem prac było określenie warunków pracy magnetronu z punktu widzenia stabilnego, wydajnego i kontrolowanego procesu otrzymywania cienkich warstw związków chemicznych (dielektrycznych). Rozpylano metaliczne targety o średnicy 50 mm. Badano charakterystyki procesu rozpylania pod kątem określenia modu pracy magnetronu oraz określano warunki niezbędne do prowadzenia procesu rozpylania w wybranym punkcie pracy magnetronu. Magnetron zasilano impulsowo za pomocą jednostki MSS firmy DORA. Zasilacz ten [1] umożliwia monitorowanie zmian impedancji obciążenia (wyładowanie jarzeniowe w układzie magnetronowym) za pośrednictwem parametru nazwanego przez producenta mocą krążącą. Stabilny i kontrolowany proces osadzania chemicznych związków prowadzono: i) przez ustalenie punktu pracy magnetronu w tzw. metalicznym/przejściowym modzie pracy tego urządzenia (niezbalansowany magnetron), ii) przez ustalenie punktu pracy magnetronu w przejściowym/dielektrycznym modzie, dzięki specjalnemu trybowi podawania gazu reaktywnego (automatyczne stabilizowanie punktu pracy magnetronu za pośrednictwem parametru zasilacza średniej częstotliwości - mocy krążącej).

EN

The pulsed reactive magnetron sputtering process was investigated. Metallic targets of 50 mm in diameter were sputtered. The aim of the investigation was description of magnetron sputtering conditions from the stability and controlling point of view during thin films reactive compounds (dielectrics) deposition. Sputtering characteristies were investigated taking into account the mode of sputtering and choice the working point of magnetron. A very helpful tool at these measurements was parameter of DPS pulsed power supply, so called circulating power [1]. The DPS unit enables monitoring of plasma impedance changes thanks to the observation of circulating power values. The stable compound creation was possible thanks to the application of special procedures during sputtering process (the choice of magnetron mode). The first one relied on the looking for possibilities for reactive compound deposition in reactive metallic/transient mode of magnetron sputtering. The second one was established by the control of circulating power in reactive transient/dielectric mode and it was achieved by coupling between gas injection into vacuum chamber and required circulating power value (depending on magnetron sputtering mode).

Słowa kluczowe

PL

impulsowy magnetron; reaktywne rozpylanie magnetronowe

EN

pulsed magnetron; reactive magnetron sputtering

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania
• Rocznik: 2011
• Tom: Vol. 52, nr 8
• Strony: 90--94
• Opis fizyczny: Bibliogr. 10 poz., wykr.

Twórcy

autor

Posadowski W. M.

autor

Tadaszak K.

autor

Wiatrowski A.

• Politechnika Wrocławska, Wydział Elektroniki Mikrosystemów i Fotoniki

Bibliografia

• [1] 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. 4478-4482; J. Dora, Polish Patent No. 313150, 1996.
• [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] Ehiasarian A. P., New R., Munz W. D., Hultman L., Helmersson U., Kouznetsov V.: Influence of high power densities on the composition of pulsed magnetron plasmas. Vacuum 65, (2002), pp. 147-154.
• [4] Bohlmark J., Alami J., Christou Ch., Ehiasarian A. P., Helmersson U.: Ionization of sputtered metals in high power pulsed magnetron sputtering. J. Vac. Sci. Technol. A 23(1), Jan/Feb 2005, pp. 18-22.
• [5] Andersson J., Anders A.: Gasless sputtering: Opportunities for ultraclean metallization, coatings in space, and propulsion. Applied Physics Letters, 92, (2008), pp. 221501-03.
• [6] Berg S., Nyberg T.: Fundamental understanding and modeling of reactive sputtering processes. Thin Solid Films, 476, (2005), pp. 215-230.
• [7] 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), s. 4478-4482; J. Dora, Patent Nr. 178285, Urząd Patentowy RP, zgł. 1996.06.03.
• [8] Kirczuk Cz.: Impulsowe dozowanie gazu w układzie próżniowym. III Konferencja Naukowa, Technologia Elektronowa, Poznań, 22-25 czerwca, (1987), ss. 287-289.
• [9] May C., Milde F., Teschner G.: Process Development for Large Area Reactive Magnetron Sputtering. Society of Vacuum Coaters, 45th Annual Technical Conference Proceedings, (2002), pp. 153-158.
• [10] Sproul W. D., Christie D. J., Carter D. C.: Control of reactive sputtering processes. Thin Solid Films, 491, (2005), pp. 1-17.