Ионно-лучевое нанесение

В ионно-лучевом нанесении плазма заперта внутри отдельного ионного источника. Пучок ионов аргона направляется на мишень, распылённые атомы летят на подложку, которая находится вне разряда. Энергию и ток пучка задают независимо от давления в камере, поэтому процессом легко управлять.

Чем хорош метод

• плотные слои с низкой шероховатостью и малым количеством дефектов
• точная толщина и хорошая повторяемость — важно для многослойных структур
• низкое рабочее давление, порядка 10⁻² Па: мало газа захватывается в плёнку
• подложка не греется плазмой и не бомбардируется быстрыми электронами

Недостаток — скорость нанесения ниже, чем у магнетрона, и меньше площадь покрытия.

Ионное ассистирование

Второй источник направляет на растущую плёнку поток ионов низкой энергии. Так уплотняют слой, управляют механическими напряжениями и стехиометрией оксидов и нитридов (кислород или азот подают прямо в ассистирующий источник).

Что наносят

• многослойные оптические покрытия: зеркала, фильтры, просветление
• зеркала для рентгеновского и ультрафиолетового диапазона
• магнитные и спин-вентильные структуры
• металлы, оксиды и нитриды на чувствительных подложках

Из чего состоит установка

• высоковакуумная камера с турбомолекулярной или криогенной откачкой
• ионный источник (сеточный, ВЧ или с замкнутым дрейфом электронов) с нейтрализатором
• поворотный держатель на несколько мишеней
• подложкодержатель с вращением и наклоном
• контроль толщины — кварцевый или оптический

Газовая часть

В ионные источники подаётся аргон, иногда ксенон или криптон, а для реактивных процессов — кислород и азот. Расходы малые, поэтому нужны регуляторы расхода с небольшим диапазоном и чистые газы.

Установка

1. 

   Система нанесения тонких плёнок

   Три камеры, шесть источников. Образцы загружаются и выгружаются через перчаточный бокс в инертной атмосфере — для органической электроники, где материалы портятся на воздухе.

   • магнетроны постоянного тока и ВЧ
   • ионная очистка и ионно-лучевое нанесение
   • термическое и электронно-лучевое испарение

Газовую часть установки проектируем и изготавливаем сами: газовые панели, регуляторы расхода, газобаллонные шкафы, очистку выхлопа и газобезопасность.