Пристрій для осадження надпровідних плівок

Винахід стосується пристроїв для осадження тонких плівок в плазмі тліючого ВЧ-розряду. Відомий пристрій для осадження надпровідних плівок містить ВЧ-магнетронні установки з плоскопаралельними мішенями, розташовані одна навпроти іншої (Получение ВТСП-пленок методом распыления встречных мишеней (Гицу Д.В., Доника Φ.Г., Канцер Ч.Т. и др. // Сверхпроводимость: физика, химия, техника, 1990, т. 3, №4, с. 681-685; Superoonduoting Properties of HTSC thin Films Prepared In Sity by Single Target Deposition / J. Yeerk X.Xi, C.LI et. all // international J. Modern Physics B, 1989, v. B3, №6, p. 923933). Оскільки система симетрична відносно центральної вертикальної площини між мішенями, то фаза ВЧнапруги на поверхні мішені є практично такою ж, як фаза ВЧ-напруги на поверхні протилежної мішені. Внаслідок цього високоенергетичні електрони, відповідальні за іонізацію атомів робочого газу, не можуть залишити простір, обмежений мішенями, оскільки мішень буде відштовхувати електрони, інжектовані протилежною мішенню, в процесі бомбардування її поверхні іонами. Недоліками такого пристрою для осадження є те, що він забезпечує тільки одностороннє напилення на підкладку, вимагає використання двох мішеней, додаткового нанесення розпилюючої речовини на другу мішень, складної геометрії ВЧ-магнетронної установки, характеризується неефективним використанням матеріалу мішені. Найближчим за технічним рішенням є пристрій для осадження надпровідних плівок, який містить ВЧгенератор, технологічну камеру, магнетронний катодний вузол з мішенню, анод з розташованими на ньому підкладками та відбиваючою пластиною, розташованою між підкладками та мішенню (Yao J. Aarmik Α., Erritsma Y., Rogalla Η. // High Quality YBa2Cu3OX Ultra-thin Films and Y/P2/Y Multilayers Made by a Modified RF Magnetron Technique // Appl. Phys. Scienoe, 1990, v/ 46, №1/4, p. 74-77). Відбиваюча пластина заземлена і знаходиться під кутом 45° до мішені таким чином, що розпилені з мішені частинки відбившись від неї і втративши при цьому значну частину своєї енергії, осаджуються на підкладку. Недоліком даного пристрою є те, що він забезпечує тільки одностороннє напилення плівки на підкладку. Крім того, ускладнює конструкцію додаткове встановлення відбиваючої пластини в області технологічної камери. В основу винаходу покладено завдання створити такий пристрій, який би забезпечував двостороннє нанесення плівки на підкладку в одному те хнологічному процесі осадження надпровідної плівки при спрощенні конструкції. Цей результат досягається тим, що в пристрої для осадження надпровідних плівок, який містить ВЧгенератор, анод, магнетронний катодний вузол з мішенню та підкладки, згідно з винаходом підкладки розташовані безпосередньо над поверхнею мішені в області тіні для іонів О2-, тобто за межами зони ефективної ерозії мішені. За рахунок цього напилення відбувається внаслідок дифузії розпилених з мішені частинок на верхню і нижню частини підкладки, що приводить до осадження надпровідної плівки з двох сторін підкладки На фіг.1 представлена блок-схема пристрою ВЧ-осадження тонких плівок; на фіг.2 - температурні залежності опору плівки Bi-Sr-Ca-Cu-O, осадженої на підкладку МgО (1 - верхня частина підкладки, 2 - нижня частина підкладки). Пристрій містить ВЧ-генератор 1, зв'язаний коаксіальним хвилеводом 2 з магнетронним катодним вузлом 3, тр убку подачі робочого газу 4 в області мішені 5, підкладки 6, розташовані безпосередньо над поверхнею мішені на відстані 10мм в області тіні для Іонів О2- та анод 7, Відстань мішень-анод - 45 мм, діаметр ефективного розпилення мішені 110 мм. Пристрій використовують слідуючим чином. Високочастотні коливання частотою 13,56 Мгц подають на катодний магнетронний вузол 3, запалюючи в середовищі робочого газу аномальний тліючий ВЧ-розряд при тиску робочого газу - 5 · 10-2мм рт.ст., зміщенні на мішені - 0,7-0,8 кВ, з робочим газом - Аr. Аr подають вздовж поверхні мішені 5. В процесі досліджень проводились експерименти з використанням в якості осаджуваних матеріалів плівок Bl-Sr-Ca-Cu-O. Даним методом були отримані на підкладках МgО після відпалу конденсату Bl-Sr-Ca-Cu-O в парах ртуті з обох сторін надпровідні плівки з температурою переходу TR=0 = 77°К при ширині переходу DΤ = 3°К (фіг.2). Таким чином, досягається двостороннє напилення в одному технологічному процесі при спрощенні конструкції пристрою за рахунок запропонованого розміщення підкладок.