В результате учета вышеуказанных факторов выражение для расчета толщины пленки примет вид:

Геометрическая модель внутрикамерного устройства показана на рис. 1.29. Взаимное положение пластины и мишени можно определить расстоянием  от поверхности подложки до плоскости, проходящей через середину зоны распыления, определяемую средним радиусом.

Размер планарной поверхности конденсации или положение участка конденсации на пластине радиусом RП определяется радиусом Rк. Поверхность распыления можно представить как суперпозицию элементарных участков dS, определяемых через приращение полярного угла a и текущего радиуса R.

Процесс конденсации будет также зависеть от расстояния между участками распыления и конденсации, определяемого радиусом-вектором  углом распыления j, представляющим собой угол между нормалью к распыляемой поверхности мишени  и радиус-вектором, а также углом конденсацииqмежду нормалью к поверхности конденсации  и тем же радиусом-вектором.

Используя построенную геометрическую модель внутрикамерного устройства и аналитическую модель, описывающую процесс распыления, переноса и конденсации вещества, можно через геометрические зависимости записать в аналитическом виде взаимосвязь между геометрическими и технологическими параметрами осесимметричного внутрикамерного устройства с кольцеобразным источником материала.

При создании модели прежде всего необходимо выделить те параметры, которые оказывают наиболее существенное влияние на моделируемый процесс, и сделать ряд допущений, позволяющих получить удобную и по возможности простую, но адекватную модель.

В общем случае толщина пленки на участке конденсации будет зависеть от скорости распыления с участка dS в направлении радиус-вектора , расстояния между участками r, угловj и q, эмиссионной характеристики, рассеяния атомов при столкновении с молекулами рабочего газа, коэффициента конденсации и ряда других параметров. При моделировании в первом приближении можно сделать следующие допущения:

      распределение эмитируемых с распыляемой поверхности атомов в пространстве подчиняется косинусному закону;

      распыленные частицы летят по прямолинейным траекториям и рассеиваются за счет столкновений незначительно;

      частица конденсируется в точке соударения с поверхностью (не учитывается миграция по поверхности и отражение от нее).

Тогда для косинусного закона имеем следующее выражение для расчета толщины осажденной пленки:

,                                            (1.28)

где v – коэффициент, пропорциональный скорости распыления; T0 – время осаждения.

Для стационарного случая получаем:

.                                                     (1.29)

Для поверхностного источника при определении толщины пленки необходимо провести интегрирование по поверхности распыления, при этом необходимо учесть, что поверхность распыляется неоднородно в направлении радиуса мишени. Для этого вводится закон распределения плотности ионного тока по радиусу мишени, который в связи со сложностью моделирования плазмы и магнитной системы должен быть определен или задан эмпирически. Следует также отметить, что в общем случае закон распределения распыленных атомов в пространстве может отличаться от косинусного. Тогда также необходимо учесть это отклонение введением соответствующего члена.

В результате учета вышеуказанных факторов выражение (1.28) для расчета толщины пленки примет вид:

                                    (1.30)

где П(R) – полином, учитывающий распределение плотности ионного тока по радиусу зоны распыления; F(cosj) — функция, учитывающая реальное (не косинусное) распределение распыленных атомов в пространстве; Sплощадь распыляемой поверхности.

Таким образом, для решения поставленной задачи необходимо выявить:

закон распределения эмитированных атомов в пространстве F(

Ссылка на основную публикацию
Adblock detector