Vol. 48 (2012), Issue 1, p. 63–72

Расчет элементного состава тонкопленочных слоев при магнетронном распылении мозаичных мишеней

Голосов Д. А., Мельников С. Н., Достанко А. П.

Abstract

УДК 621.793.18

Предложена модель процесса магнетронного распыления, которая позволяет прогнозировать элементный состав нанесенных пленок при распылении мозаичных мишеней с произвольным расположением вставок для аксиальных магнетронных распылительных систем (МРС). Модель основана на интегрировании распыленного потока с каждой точки зоны распыления и учитывает коэффициенты распыления и электронно-ионной эмиссии материалов основы и вставок. Кривая распределения плотности тока разряда аппроксимируется с применением третьего центрального момента в распределении типа “сдвоенная гауссиана”, что дает возможность использовать реальные параметры зоны распыления и тока разряда магнетрона и с достаточной точностью математически описать распределение плотности ионного тока. Для верификации предложенной модели проведены экспериментальные исследования по нанесению тонкопленочных слоев методом магнетронного распыления Ti/Zr и Ti/Zr/Pb мозаичных мишеней. Анализ результатов моделирования показывает, что погрешность модели не превышает 10%.

A model simulating the magnetron sputtering process of array targets is suggested. This model allows to predict the ultimate composition of the deposited films when extensive or axial magnetron sputtering systems (MSS) are used to process array targets with arbitrary positions of the insertion blocks. The model is based on integration of the sputtered flow from each point of the sputtering area, and takes into consideration the sputtering yield and electron-ion emission ratio of both base and insertions. The discharge current-density distribution curve can be approximated using the third central moment in the “binary Gaussian”-type of distribution, thus allowing the use of actual parameters of the sputtering area and magnetron discharge current. Also it provides a sufficient accuracy in mathematical description of the ion current density distribution. In order to verify the suggested model experimental deposition of thin films was performed by means of magnetron sputtering of Ti/Zr and Ti/Zr/Pb array targets. The analysis of simulation data showed that the model error does not exceed 10.0%.

Download full-text PDF. 4159 downloads

Menu

Vol. 48 (2012), Issue 1, p. 63–72

Расчет элементного состава тонкопленочных слоев при магнетронном распылении мозаичных мишеней

Abstract