Реактивное ионное распыление и пример применения

Ионное распыление

Плазма как особое состояние вещества. Методы создания плазмы.

Плазма — четвертое состояние вещества, характеризую­щееся наличием свободных, не связанных в атомы электронов и ионов,— все шире используется в различных технологических процессах для нанесения, удаления и перераспределения ве­щества в твердом теле. Под плазменной технологией понимают технологические процессы, протекающие в объеме плазмы или при ее взаимодействии с поверхностью твердого тела. Если при этом наблюдаются химические превращения веществ, процессы называются плазмохимическими.

Для осуществления многих тп применяют бомбардировку поверхности твёрдого тела ионами,извлечёнными из плазмы и ускоренными в направлении твёрдого тела. Бомбардировка сопровождается следующими эффектами;десорбцией газа с поверхности,удаления загязнений; очисткой поверхности от тонкой окисной пленки-образованием дефектов в приповерхностном слое; распылением материалов; конденсацией и образованием пленки на повеохностью, если бомбардировка осуществляется ионами конденсирующегося вещества.

Перевод материала плёнки в газообразное состояние осущест­вляют или методом термического испарения, или ионным распылением.

Еще в 1852 г. было установлено, что при прохождении электрического тока через разреженные газы происходит разрушение катода и на стенках камеры осаждается покрытие. В наиболее простом варианте устройство для ионного распыления состоит из распыляемого катода (мишень), на кото­рый подают потенциал от 1 до 10 кВ, и анода с расположенными на его поверхности подложками.

С. целью уменьшения потерь энергии распыленных атомов в процессе их движения в газовой фазе расстояние между анодом и катодом делают минимальным. Процесс распыления может производиться в химически активной среде, которая специально создается в рабочей камере. В этом случае процесс называют реактивным ионным нанесением плёнки. Таким методом на поверхности подложки формируют слои из оксидов, нитридов, карбидов металла. Наиболее интенсивно в настоящее время применяют устрой­ства для плазменной металлизации, в которых испарение и ио­низация рабочего вещества осуществляются дуговым разрядом, причем для этой цели используется как стационарный, так и импульсный режимы.

Вакуумные установки для получения пленок чрезвычайно разнообразны по конструктивной компоновке, однако чаще всего имеют одну и ту же структурную схему. Обязательными элемен­тами являются вакуумная система, состоящая из устройств для получения вакуума (вакуумные насосы, коммутационные и соеди­нительные элементы), и рабочая камера, в которой располагаются:

1) приспособления для испарения или распыления материалов; 2) транспортирующие устройства, обеспечивающие шлюзовую за­грузку и выгрузку подложек, ввод и вывод из рабочей зоны, пере­мещение испарителей и другие операции; 3) вспомогательные устройства (нагреватели, охладители, экраны, заслонки, дозаторы и др.).

32. Электрохимическая обработка. Расчёт производительности процесса.

Методы электрохимической обработки основаны на хими­ческих процессах, возникающих в результате прохождения электрического тока через цепь, образованную электродами и находящейся между ними жидкостью (электролитом).

Механизм процесса заключается в следующем. Поверхность за­готовки подвергается электрохимическому растворению, являясь анодом системы. Если катод имеет определенный профиль, на разных участках анода будет разная плотность тока соответствен­но расстояниям между отдельными участками анода и катода. Поэтому растворение на этих участках идет с разной скоростью, и образуется обратное изображение катода на аноде.

Количество металла, удаляемого с анода, рассчитывается со­гласно первому закону Фарадея,

М=к* l*е,

где к - весовой электрохимический эквивалент, г/А*ч-

l—сила тока, А;

t — время прохождения тока,