Борисенко А. Г.

Інститут ядерних досліджень НАН України пр.Науки, 47, Київ-28, 03028, Україна Тел.: 044-2653868, Fax 044-2654463 E-mail: boris (<5). Kinr.kiev. ua

Fig. 1. Dependences ofthe discharge voltage Up (curve 1), plasma potential Un (curve 2), and insulated probe potential (curve 3) on the discharge current Ip.

Видно, що потенціал ізольованого зонда, розміщеного в плазмовому потоці, негативний і становить (15-И1) еВ, тобто потік має компенсований об’ємний заряд. Видно також, що енергія іонів, що надходять на підкладку <50 еВ, що дозволяє звести до мінімуму утворення дефектів в процесі формування плівки. Потенціал ізольованого зонда можна було змінювати шляхом зміни режиму роботи розряду. Даний джерело був використаний для нанесення безподслойних мідних оптичних плівок на кварцові підкладки. Зокрема були використані і підкладки з різним видом обробки поверхні. Вимірювання коефіцієнта відображення отриманих оптичних плівок До були проведені у Фізичному інституті РАН і Державному оптичному інституті РФ на довжині хвилі 1,315 мкм. У таблиці 1 наведено отримані значення К. Видно, що дане джерело дозволяє формувати високоякісні оптичні покриття з К = 99,2 ± 0,5%. Настільки високі значення коефіцієнта відбиття свідчать про те, що в створюваному плазмовому потоці дійсно відсутні мікрокрапельна фракція і домішки атомів конструкційних матеріалів.

Таблиця 1. Величина коефіцієнта відображення мідних оптичних плівок від виду обробки кварцових підкладок.

Table 1. Variations in the reflection factor of copper optical films depending on the technology of quartz substrates processing.

Полірування

Товщина покриття, нм

Коефіцієнт відображення,%

Полірування на сукні

140

98,4 + 0,5

Звичайна

полірування

210

98,6 + 0,5

Глибока

шліфування-

полірування

140

99,2 + 0,5

Описуваний джерело було також використаний для отримання резистивних шарів різних матеріалів. У таблиці 2 наведені виміряні четирехзондовим методом значення поверхневих опорів, Rs, і товщини резистивних шарів Ni, Ti, Та b Сг.

Таблиця 2. Параметри резистивних шарів.

Table 2. Parameters of resistive layers.

Основний

матеріал

Товщина,

мкм

Rs

ом / П

Ni

0,15

1,8 +0,2

Ni

0,13

2,3+0,2

Ni

0,13

2,6+0,2

Ti

0,27

4,0+0,3

Ti

0,27

6,5 +0,7

Ti

0,23

7,2+0,3

Та

0,15

4,8+0,2

Та

0,12

6,2+0,2

Та

0,10

8,1 +0,2

Та

0,10

10,7 + 1,8

Та

0,15

12 + 1,0

Та

0,10

21 +0,7

Сг

2,4+ 0,2

Сг

122,6 + 6,0

Сг

3,2+ 0,3

I. Висновок

Наведені дані показують, що описуваний джерело дозволяє створювати бескапельние плазмові потоки з компенсованим об’ємним зарядом, що дозволяє використовувати його для нанесення високоадгезивні безподслойних плівок на підкладки з метеріали будь-якого типу, в тому числі діелектрики і напівпровідники. Отримані високі значення коефіцієнта відбиття мідних оптичних плівок свідчать, по крайней мірі, про незначній кількості привнесених в процесі формування плівок дефектів, в тому числі і за рахунок атомів домішок. Джерело може бути використаний для нанесення проводять, у тому числі і мідних, шарів у субмікронною технології, формування надтонких плівок, контактних площадок і верств при виготовленні НВЧ-приладів, телекомунікаційних систем та інтегральних схем, виконавчих елементів в мікромеханіки, виробництві контрастних рентгеношаблонов, багатоелементних плівок типу нітридів, оксидів, боридів, виробництві фільтрів міліметрового діапазону хвиль, вакуумних емітерів та ін

II. Список літератури

1. A. G. Borisenko, А. V. Kravchenko, V. A. Saenko, Magnetless plasma metallizer. Instruments and Experimental Techniques, vol. 35, no. 2, pp.257-261, 1992.

2.     G. S. Musa, H. Enrich, and M. Mausbach, Studies on thermionic cathode anodic vacuum arcs. Vac. Sci.

Technol. vol. 12, pp. 2887-2895, Sept./Oct. 1994.

3. А. Г. Борисенко, В. А. Саєнко, Несамостійний дуговий розряд в парах матеріалу анода як джерело технологічного плазмового потоку. Праці Українського вакуумного товариства. Київ, 1995, т.1, с. 106-109.

4. Н. С. Miller, Anode Modes in Vacuum Arc, XVIIth Int. Symposium on Discharges and Electrical Insulation in Vacuum, Berkeley, 1996.

5.     V. P. Polishchuk and I. M. Yartsev, Vacuum arcs on evaporating hot anodes. Thermophys. High Temperatures, vol. 34, no. 3, pp. 385-391, 1996.

6.     A. G.Borisenko, V. A.Saenko, V. A.Rudnitsky, Nonselfsustaining arc discharge in anode material vapors. IEEE Trans Plasma Science, vol. 27, no.4, pp.877-881, August 1999.

7.     N. N. Nikitin, V. A. Egorov, Proc. of the 2-th Int. Symp. “Equipment and Technologies of Heat Treatment of Metals and Alloys in Engineering” (Part II), pp.123-127, Kharkov, Ukraine, September 2001.

PLASMA SOURCE AND ADVAMTECHNOLOGY OF THIN FILM DEPOSITION BASED ON DISCHARGE IN ANODE MATERIAL VAPORS

Borisenko A. G.

Institute for Nuclear Research National Academy of Sciences of Ukraine 47 Prospekt Nauki, Kyiv, Ukraine, 03028 phone +380 (44) 2653868, fax +380 (44) 2654463 e-mail: boris@kinr.kiev.ua

Abstract Results are presented of investigating the solid state materials plasma flow source based on arc discharge in the vapors of anode material. The source may be efficient in hard vacuum or for a vacuum chamber with gas let in. It is shown that this source allows for droplet-free and highly ionized plasma flows of various metals with a compensated volumetric charge. Practical applications for this source are listed. Its implementation in the deposition of optical films with the reflection factor K=99.2% at the 1.315|xm wavelength and the deposition of resistive layers is described. This source may be specifically used in the manufacture of microwaves devices, telecommunications systems elements and ICs.

Джерело: Матеріали Міжнародної Кримської конференції «СВЧ-техніка і телекомунікаційні технології», 2003р.