Катодное распыление

Рис. 2-11 Принцип катодного распыления

1- базовая плита; 2 – герметизация колпака; 3 – катод; 4- колпак;; 5- подложка; 6 – держатель подложки; 7 – подогреватель подложки; 8 – атом металла; 9 – отрицательное тлеющее свечение; 10-ион аргона; 11 – темновое катодное пространство; 12- подвод аргона; 13 – присоединение к вакуумному насосу

В подколпачном пространстве (рис. 2.) давление 10^-1 - 10-³ мм рт. ст., напряжение между электродами, удаленными на несколько сантиметров, более 10³ В возбуждает тлеющий разряд. Положительные ионы остаточного газа аргона ускоряются в темновом пространстве и бомбардируют катод, выбивая атомы катодного материала из кристаллической решётки. Эти атомы с относительно высокой энергией осаждаются на поверхность подложки. При этом образуется равномерная плёнка.

Катодное распыление позволяет переводить в газовую фазу и осаждать на подложку тугоплавкие материалы (тантал, вольфрам, молибден), а также диэлектрики (кварц- и окись алюминия).

Материал катода при его активной бомбардировке изнашивается послойно, поэтому способ используют для распыления сплавов.

Здесь исключена реакция распыляемого материала с материалом тигля из-за распыления катода, а использование катода большого размера позволяет получать равномерное распределение толщины плёнки на всей подложке; адгезия напылённой плёнки здесь лучше, чем при термовакуумном испарении. Скорость распыления 1-19 нм/с.