Распыление, таким образом, является процессом, в котором увеличение энергии ионов неэффективно,

Распыление, таким образом, является процессом, в котором увеличение энергии ионов неэффективно, поэтому в большинстве случаев травление проводится при энергии ионов 100–1000 эВ, что обеспечивает поддержание низкой температуры подложки и ограничивает ее радиационное повреждение. Для увеличения скорости распыления материала выгоднее использовать большую плотность тока, линейно связанную со скоростью травления, чем повышение энергии ионов. Коэффициент распыления материала зависит от типа бомбардирующих его ионов. Атомная масса падающего иона является одним из факторов, определяющих величину импульса, которая может быть передана атомам подложки. Скорость распыления также зависит от скорости передачи энергии решетке за счет электронного возбуждения, причем коэффициент распыления возрастает по мере заполнения электронных оболочек в атомах элементов в каждом ряду периодической таблицы. Поэтому, как было обнаружено, инертные газы обеспечивают наибольшее отношение коэффициента распыления к атомному номеру элемента. Это обстоятельство выгодно вдвойне, так как ионы инертных газов не вносят в процесс травления никаких усложняющих его химических эффектов. Инертный газ аргон наиболее широко используется в процессе катодного распыления. Преимущество более тяжелых инертных газов (криптон, ксенон) незначительно.

Применение в ионных пучках химически активных газов самым существенным образом сказывается на скорости распыления многих материалов. При распылении таких материалов, как алюминий, титан и хром, добавка кислорода к пучку ионов аргона резко снижала их скорость травления. Предполагается, что этот эффект связан с окислением поверхности активных материалов, которое делает ее более стойкой по отношению к пучку ионов аргона.

Коэффициент распыления зависит не только от природы бомбардирующих ионов, но и от природы мишени, причем определяется положением распыляемого элемента в периодической системе и обратно пропорционален его теплоте сублимации. Часто используемые в микроэлектронике материалы – палладий, платина, золото – имеют высокий коэффициент распыления, тогда как углерод, титан и тантал – низкий, что указывает на возможность их применения в качестве маскирующих слоев. При нормальной ионной бомбардировке поликристаллических материалов с гладкой поверхностью К больше на границах

Ссылка на основную публикацию
Adblock detector