Магнетронные системы с плоским катодом, МРС со сбалансированным магнитным полем - Нанесение антидеструкционных покрытий на топливные и кислородные баки космических аппаратов

Дальнейшее развитие МРС связано с переходом к системам с плоскими и коническими катодами. Первые попытки получить МРС с плоским катодом были предприняты для техники распыления в аномальном тлеющем разряде, когда создавали поперечное магнитное поле с прямыми силовыми линиями.

Существенным недостатком такой системы является то, что азимутальная неоднородность магнитного поля и незамкнутость поперечного дрейфа заряженных частиц, которые уходили на края электродов, затрудняло поддержание разряда при низких давлениях и делало его неравномерным.

Для повышения эффективности таких систем на плоскопараллельный промежуток накладывалось осесимметричное квадрупольное магнитное поле, имеющее радиальную составляющую. Оно создавало условие для азимутального дрейфа электронов вдоль поверхности электродов.

В работе [10] повысили эффективность генерации радиального магнитного поля, поместив катушки за плоскими электродами. Все эти методы делают конструкции МРС громоздкими и в промышленной технологии они не применяются.

МРС со сбалансированным магнитным полем

Дальнейшее развитие [11] МРС привело к созданию конструкций, в которых, для повышения эффективности, магнитная система имела магнитопровод, благодаря которому силовые линии магнитного поля имели замкнутую арочную форму. В таком магнитном поле поддерживался магнетронный разряд с замкнутым азимутальным дрейфом электронов.

В последующем катушки были заменены постоянными магнитами, что упростило систему МРС.

МРС с такой системой создания магнитного поля (рис.8 а), в которых силовые линии дважды пересекают катод-мишень, выходя из одного полюса и входя в другой, проходя только вблизи поверхности катода и не рассеиваясь в стороны, были названы сбалансированными.

В таких МРС плазменная область разряда прижата к поверхности катода (высота не превышает 3-6 см). При размещении подложки вне этой зоны, чтобы не затруднять поддержание разряда, до нее доходит мало заряженных частиц, в основном распыленные атомы мишени, из которых и образуется пленка.

мрс с плоской мишенью и различными конфигурациями магнитного поля

Рис. 8. МРС с плоской мишенью и различными конфигурациями магнитного поля

А - сбалансированная магнитная система; б - несбалансированная с вертикальной составляющей поля, направленной к подложке;

В - несбалансированная с рассеиванием магнитного поля в сторону от подложки.

Плотность тока ионов, главным образом Ar+, идущих к подложке, ниже 1 мА/см2. Этого недостаточно для ионной очистки поверхности и существенного воздействия на рост пленок при напряжении смещения (Uсм) до - 100 В. При бульших Uсм появляются дефекты в кристаллической структуре, возрастают внутренние напряжения в пленке и концентрация поглощенного Ar. Поэтому МРС со сбалансированным полем получили широкое применение в технологиях нанесения покрытий, где необходимы щадящие условия для изделий.

Похожие статьи




Магнетронные системы с плоским катодом, МРС со сбалансированным магнитным полем - Нанесение антидеструкционных покрытий на топливные и кислородные баки космических аппаратов

Предыдущая | Следующая