Реактивное ионно-плазменное распыление

При реактивном распылении металлическая мишень распыляется в смеси аргона с химически активным газом — кислородом, азотом, углеводородом. Соединение образуется на подложке и на мишени, поэтому из чистого металла получают оксиды, нитриды и карбиды заданного состава.

Главная трудность — отравление мишени

При избытке реактивного газа поверхность мишени покрывается соединением, скорость распыления резко падает, начинаются дуги. Зависимость имеет гистерезис: переход между «металлическим» и «отравленным» режимами происходит скачком. Чтобы работать в выгодной переходной области, применяют:

• быструю обратную связь по парциальному давлению или по оптической эмиссии плазмы
• пьезоклапаны и регуляторы расхода с малым временем отклика
• импульсное питание или пару магнетронов на средней частоте

Что наносят

• нитриды TiN, AlN, TaN, Si₃N₄ — барьерные, износостойкие и пьезоэлектрические слои
• оксиды TiO₂, Al₂O₃, SiO₂, ZrO₂, Ta₂O₅ — диэлектрики и оптика
• прозрачные проводящие оксиды ITO, ZnO:Al
• эмиссионные оксидные покрытия катодов электровакуумных приборов

Газовая часть

От газовой системы здесь зависит воспроизводимость процесса: точные регуляторы расхода на каждый газ, раздельный ввод аргона к мишени и реактивного газа к подложке, газы чистоты 5.0–6.0, продувка линий.

Установки

1. Ионно-плазменное нанесение оксидного покрытия

   Эмиссионный слой на кернах катодов электровакуумных приборов. Смесь порошков оксидов щёлочноземельных металлов распыляется в реактивном режиме и осаждается на керн тонким плотным слоем.

2. 

   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.