Способ получения многослойных структур

Способ получения многослойных структур

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

471631 геттерно-ионового на"OcB тяпа ГИН-0,5 до давлений не выше 5;(10 тор. В качеспве подложки-мишени 8 используют диэлектрические (кварцевое стекло) и металлические пс дложки (Cu, Ti, Та и др.), которые можно нагревать до 800 С и охлаждать до — 196 С.

Для испарителей применяют кольцевой прямоканальный иапаритель 4 из Ti, Cr, Zr на молибденовом керне.

1хольцевая форма испарителя и расстояние от мишени 50 им позволяют получать равномерные по толщине,напыляемые слои и дают возможность .проходить ионному пучку.

Изменяя удельную мощность на испарителе от 6 до 20 вт см2, можно изменять скорость о осаждения слоев от 3 до 90К)мин. Загрязненность образующихся слоев за счет посторонних примесей составляет не более 0,1%. В каче. тве ионного источника в данной установке применяется ионный источник б магнетронного типа, позволяющий получать моноэпсргетический пучок ионов инертных газов с эн.:гпям:I от 1,5 (10" до 5X10l ионов(сл 2.

Сис--ма электростатических линз б служит для ускорения и фокусировки пучка ионов.

Система на пуска газов ионного источника

7 состоит из игольчатого натекатсля и баллона с исследуемым газом. С помощью ионпзациопных манометров H масс-спектрометра 8 контролируют давление и состав остаточных газов в измерительной камере.

Порядок проведения экспериментов заключается B следующем: после обезгаживания всей установки и мишени и достижения давления в камере не выше 1X10 "— 5Xll тор, включают прямоканальHûé иопаритель и производят напыление слоя па подложку с данной температурой и с выбранной скоростью напыления. После предварительного напыления слоя толщиной — 0,1 лкп, не выключая испарителя, включают ионный источник и производят одновременное впедренис газовых ионов и напыление. Регулируя энергию, плотность ионного пучка и скорость напыления, получают различные газопаполнеппые структуры.

Пример. Описанную вакуумную установку используют для получения твердых растворов с инертными газами. Испарение материала, на пример титана, ведут прямым на алом испарителя при токе 50 а и папряже .ип 15 в. Ток эмиссии для бомбардировки ионов устанавливают до 150 м4. В р"зультате одновременного осаждения слоев и бомбардировки их ионами гелия получают

7вердь1й растзо р гелия В THTBHE с концентрацией инертного газа в 3 раза большей, чем при введении газа по известному способу: ионнсй бомбардировкой после предварительного напыления слоев.

Для выбора скорости напыления, позволяющей получ.ITb оптимально-насыщенные слои с равномерным распределением примеси по глубине, .предлагается формула: Х „В; и +

tl где V„— скорость на|пыления;

5 ЛХ вЂ” расстояние от исходной поверхности до максимума концентрации в распределении вводимой примеси при данной энергии Е внедряемых,ионов в предварительно на пыленном слое; т — время насыщения;

 — число падающих ионов в единицу времени на единицу, поверхности;

s — коэффициент распыления; !

5 и — число атомов мишени .в единице объема.

Положение максимума концентрации (средний наиболее вероятный пробег) для определенной пары ион — мишень при заданной энергии Е рассчитывают, используя работы по ионному внедрению.

Напыление слоев с такой скоростью компенсирует их распыление ионным пучком и позволяет перемещать максимум концентрации вводимой примеси по глубине выращиваемой пленки.

Выбирая температуру и скорость напыления V„, получают слои различной степени структурного совершенства.

Для получения слоев заданной структуры (поликристалличееких аморфных, эп::таксиальных) накладывается ограничение па скорость на пыления. В этом случае оптимальная равномерная насыщенность слоя примесью достигается за счет выбора энергии ионов Г, которую также можно .получить, используя формулу (1) . Расчеты, произведенные по формуле, согласуются с экспериментальными данными.

Известно, что,в газонасюлнснных лазерах накладывается жесткое условие на давление рабочего газа (инертного). При падении давления рабочего газа ниже, допустимого лазер выходит из строя и требуется специальная последующая обработка IIB установках для введения инертного газа, что требует слож,ной экспериментальной установки и длительного восстановления рабочего давления в приборе. .1Лзготсвляя методом одновременной ионной бомбардировки инертными газами и напылением геттерные слои, в ча "тност л тита»В, получают титановый геттер с большим насыщением спектрально-чистого инертного газа. Наколоченный газ легко и регулируемо выделяют, нагревая подобный геттер до сравнительно невысоких температур (до

800 С).

П ам е гц а я H B " -ы щ е н н ы Й и p T T p p з ., р н б о р, можно легко при необходимости добавлять рабочий газ (инертный) до необходимого дав55 ления без разгер.; етизации прибора.

471631

Предмет изобретения

Составитель В. Безбородова

Техред Н. Хапеева Корректор И. Симкнна

Редактор А. Бер

Заказ 1601 Изд. № 852 Тираж 833 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открь .тий

Москва, K-35, Раушская наб., д. 4/5

Тип. Харьк. фил. пред. «Патент»

Способ получения многослойных структур с заданными профилями концентраций примеси путем вакуумного осаждения из пара на подложку слоев и бомбардировки их ионами при регулировании скоростью осаждения и параметров потока ионов, отличающийся тем, что, с целью создания структуры с твердым раствором переходного или редкоземельного металла с инертным газом, осаждение ведут из пара металла при одновременной или периодической бомбардировке ионами инертного газа.