High rate deposition of thin film compounds - modeling of reactive magnetron sputtering process

• Autorzy: Tadaszak K. , Paprocki J.

Warianty tytułu

PL

Wydajne osadzanie cienkich warstw związków chemicznych – modelowanie procesu reaktywnego rozpylania magnetronowego

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Deposition of compound thin films with reactive magnetron sputtering method causes a lot of difficulties, of which the main ones are the instability of the process and decrease of the deposition rate. Computer simulations were performed using Berg’s model assumptions. Firstly, effect of basic process parameters on aluminum oxide deposition was examined, also theoretical characteristics of the deposition of Al2O3, AlN, TiO2, TiN were compared. Next, the parameters for efficient deposition of titanium oxide were determined. Simulations were confirmed by the results of experimental work. The purpose of presented work was to define, with Berg’s model, mechanisms which enable deposition, in metallic mode of magnetron work, of oxides with properties near to stochiometric. Presented analysis results were compared to real process parameters observed during reactive sputtering .

PL

Osadzanie cienkich warstw związków metodą reaktywnego rozpylania magnetronowego sprawia wiele trudności, spośród których głównymi są niestabilność procesu i spadek szybkości osadzania. Komputerowe symulacje wykonano wykorzystując założenia modelu Berga. W pierwszej kolejności sprawdzono wpływ podstawowych parametrów procesu na osadzanie tlenku glinu. Porównano również teoretyczne charakte-rystyki osadzania Al2O3, AlN, TiO2, TiN. Następnie określono parametry umożliwiające wydajne osadzanie tlenku tytanu. Symulacje potwierdzono wynikami prac eksperymentalnych. Głównym celem pracy była próba określenia mechanizmów umożliwiających osadzanie w modzie metalicznym tlenków o właściwościach zbliżonych do warstw o składzie stechio-metrycznym.

Słowa kluczowe

EN

reactive magnetron sputtering; thin films; modeling of magnetron sputering

PL

reaktywne rozpylanie magnetronowe; cienkie warstwy; model procesu rozpylania

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz - Instytut Elektrotechniki
• Czasopismo: Prace Instytutu Elektrotechniki
• Rocznik: 2013
• Tom: Z. 263
• Strony: 95--104
• Opis fizyczny: Bibliogr. 10 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Tadaszak K.

• Politechnika Wrocławska, Wydział Elektroniki Mikrosystemów i Fotoniki, ul. Janiszewskiego 11/17, 50-372 Wrocław

autor

Paprocki J.

• Uniwersytet Łódzki, Wydział Matematyki i Informatyki, ul. Banacha 22, 90-238 Łódź

Bibliografia

• 1.Huang J.J., Lee Y.T.: Self-cleaning and antireflection properties of titanium oxide film by liquid phase deposition, Surface and Coatings Technology, in press, http://dx.doi.org/10.1016/, j.surfcoat.2012.04.078, 2012.
• 2. Behrish R.: Sputtering by Particle Bombardment II. Springer-Verlag, 1981.
• 3. Krówka K., Wiatrowski A., Posadowski W.: Magnetron sputtering modes during pulsed deposition process determined by the analysis of power supply parameter, Thin Solid Films, 520, pp. 4127–4130, 2012.
• 4. Berg S., Blom H-O., Larsson T., Nender C.: Modeling of reactive sputtering of compound materials, J. Vac. Sci. Technol. A, 5, 202-207, 1987.
• 5. Berg S., Nyberg T.: Fundamental understanding and modeling of reactive sputteringprocesses, Thin Solid Films, 476, 215– 230, 2005.
• 6. Tadaszak K., W.M. Posadowski: Model of high rate reactive pulsed magnetron sputtering, Elektronika - Konstrukcje, Technologie, Zastosowania, 52, pp. 69-71, 2011.
• 7. Depla D., Mahieu S.: Reactive Sputter Deposition, Springer Series in Materials Science, 2008.
• 8. Bogaerts A., Bultinck E., Kolev I., Schwaederle L., Aeken K. V., Buyle G., Depla D.:Computer modelling of magnetron discharges. Journal of Physics D: Applied Physics, 42, pp.194018 – 194018–12, 2009.
• 9. Swann S.: Film thickness distribution in magnetron sputtering, Vacuum, 38, pp.791 – 794, 1988.
• 10. Martin N., Lintymer J., Gavoille J., Chappe J., Sthal F., Takadoum J., Vaz F., Rebouta L.: Reactive sputtering of TiOxNy coatings by the reactive gas pulsing process Part I: Pattern and period of pulses, Surface and Coatings Technology, 201, pp. 7720 – 7726, 2007.