Zaprezentowano wyniki badań wpływu częstotliwości zasilania wyrzutni magnetronowej WMK 50 na proces rozpylania miedzi. Wykorzystywano dwa zasilacze (o maksymalnych prądach wyjściowych 8 i 12 A) oraz zewnętrzny moduł kluczujący zapewniający regulację częstotliwości napięcia zasilającego wyrzutnię w zakresie 12... 70 kHz. Analizowano widma emisyjne plazmy wyładowania w zakresie 400...410 nm oraz szybkości nanoszenia warstw na podłoże oddalone o 130 mm od targetu.
EN
The influence of power supply frequency on the process of magnetron sputtering of copper is presented. In this work two power supplies were used (with maximum output currents 8 and 12 A) and yhe switching module that provided cathode voltage switching in range of 12...70 kHz. The plasma emission spectra (400...410 nm) and the deposition rate (130 mm target to sample distance) were examined.
2
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
The resonant type power supplies of medium frequency designed for magnetron sputtering processes often use pulse density modulation to regulate the average discharge power level. While the output power level changes then number of pulses in a group changes, but the discharge current pulses are the same from pulse to pulse: their parameters (duration time, amplitude) do not change with the discharge power. The goal of this paper is to present the influence of medium frequency discharge power level on the direct current I-V characteristics of a single Langmuir probe and resulting plasma parameters caused by the pulse density modulation. The sputtering processes of titanium and copper were diagnosed at two spatial positions. The measured Langmuir probe I-V characteristics showed strong dependence on the discharge power. As the discharge powering pulses stay the same with the discharge power level change, such influence was unlikely to occur. Using time-resolved analysis of probe current waveforms the origin of this influence was indicated. The influence of discharge power level on the single probe Langmuir I-V characteristics and resulting plasma parameters was eliminated using a simple method of scaling the results. Finally, the reliable plasma parameters were calculated.
Porównywano parametry wyładowania jarzeniowego podczas stałoprądowych i impulsowych procesów rozpylania przy dużych gęstościach mocy wydzielanej w targecie. Rozpylano target Cu średnicy 50 mm i grubości początkowej 8 mm. Parametry wyładowania jarzeniowego badano metodą OES w zakresie długości fal 400...410 nm. Celem badań było określenie roli jonów Cu (404,3 nm) podczas procesu rozpylania magnetronowego. Przy zasilaniu stałoprądowym magnetronu, wraz ze zwiększaniem mocy targetu, obserwowano wzrost relacji Cu⁺/Cu*. Dla wartości Cu⁺/Cu*≥ 0,85 możliwe było prowadzenie procesu tzw. autorozpylania. Podczas rozpylania impulsowego stosunek Cu⁺/Cu* osiągał wartość porównywalną z obserwowaną w procesie rozpylania stałoprądowego dużej mocy. Mimo obecności zjawiska autorozpylania, niemożliwe było otrzymywanie warstw metodą impulsowego autorozpylania.
EN
The medium frequency magnetron plasma characteristics have been studied at relatively high target powers. The results have been compared with continuous dc discharge parameters. Planar magnetron source operated with a Cu target (50 mm in diameter, 8 mm in thickness). Continuous direct current and medium frequency pulsed sputtering discharge was studied by means of Optical Emission Spectroscopy in the 400...410 nm wavelength range. The emission results shown to be dominated by emission from metal ions (Cu⁺ 404.3 nm) at relatively high dc target power densities. Then the self-sustained magnetron-sputtering mode was observed. The emission spectra of the pulsed discharge supplied at all range of target powers showed the relation of copper ion lines' intensity to copper neutral lines' intensity comparable with those ones obtained for dc discharge of magnetron working at high target power densities. There was no possibility to carry out self-sustained sputtering mode using pulsing discharge.
Warstwy aluminium domieszkowane gazem reaktywnym (azot, tlen) otrzymywano w procesie reaktywnego impulsowego rozpylania magnetronowego. Mod pracy magnetronu (stan powierzchni targetu) określano na podstawie zależności szybkości nanoszenia i mocy zasilania w funkcji ciśnienia parcjalnego gazu reaktywnego. Maksymalna szybkość nanoszenia przeźroczystych i twardych warstw (AlNx, AlxOy) wynosiła odpowiednio ~60 i ~ 100 nm/ min, przy mocy wydzielanej w katodzie magnetronu 75 W/cm² (odległość target-podłoże dS-T = 100 mm).
EN
Aluminium films doped with reactive gas (nitrogen, oxygen) were obtained during pulsed magnetron sputtering. Magnetron mode (surface condition of the target) was estimated from the parameters of the power supply unit and from the thin film deposition rates versus reactive gas partial pressure. The maximum deposition rate of transparent and hard films (AlNx, AlxOy) was ~ 60 and ~ 100 nm/ min respectively, at the target power density 75 W/cm² (target-substrate distance dS-T = 100 mm). The thin films were sputtered in metallic sputtering mode.
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.