Спосіб осадження багатокомпонентних плівок

Винахід стосується осадження тонких плівок з багатокомпонентних мішеней в плазмі тліючого ВЧ розряду. Відомий спосіб осадження реалізується на магнетронних розпилюючих пристроях з двома симетричними мішенями, розташованих одна навпроти другої та включає іонно-плазмове розпилення з твердофазної синтезованої мішені (Получение ВТСП-пле-нок методом распыления встречных мишеней (Гицу Д.В., Доника Φ.Г. Доники, Канцер Ч.Т. и др. // Сверхпроводимость: физика, химия, техника, 1990, т.3, № 4, с. 681-685; Superconducting Properties of HTSC thin Films Prepared in Sity by Single Target Deposition / J. Yeerk, X.Xi, C.LI et al //International J. Modern Physics B, 1989, v. B3, №6, p. L434-L436.). Оскільки система симетрична відносно центральної вертикальної площини між мішенями, то фаза ВЧ-напруги на поверхні мішені ε 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 відштовхува ти електрони, інжектовані протилежною мішенню в процесі бомбардування Π поверхні іонами. Недоліком даного способу осадження є складність технологічного процесу, яка полягає в використанні двох мішеней, мала ефективність процесу, яка зумовлена використанням подвійної кількості матеріалу мішені, додатковий процес нанесення розпилюючої речовини на другу мішень, ерозія мішеней, внаслідок їх перегріву бомбардуючими іонами робочого газу Найближчим за технічним рішенням є спосіб осадження, який реалізується на магнетронних розпилюючих пристроях з компресією магнітного поля та включає іонно-плазмове розпилення з однієї твердофазної синтезованої мішені (Hata Τ, Kamide Y. New Methode to Control Compozltion Ratio of Alloy Films by Compressed Magnetic Field Magnetron Sputtering Technique // J. Vac. Sci. Technjl., 1987. ν. Α5, bk, p. 2154-2157). Недоліками такого способу осадження є конструктивна складність, зумовлена необхідністю створення додаткових магнітних систем, які формують між мішенню f підкладкою додаткове магнітне поле заданої конфігурації і величини, необхідність сканування магнітним полем по поверхні мішені для зменшення її ерозії, недостатня стабільність мішені, зумовлена високою поверхневою температурою, короткий час життя мішені, зумовлений можливістю пробоїв і розгорянням дугови х розрядів на мішені, порушення стехіометрії осаджуваної плівки. В основу винаходу покладено завдання створити такий спосіб осадження багатокомпонентних плівок, який би забезпечував спрощення конструкції, підвищення стабільності та часу життя мішені, покращення стехіометричного масо-переносу осаджуваної плівки. Вказані технічні результати досягаються тим, що в способі який включає іонно-плазмове розпилення з твердофазної синтезованої мішені, згідно з винаходом, високочастотні коливання, сформовані ВЧгенератором. модулюють сітковими низькочастотними імпульсами, які формують результуючий імпульс tj і паузу tn в співвідношенні ti/tn = 1/1 - 8/8 мс. Для ti і tn менших 1:1 мс підвищується поверхнева температура підкладки, а для паузи більшої 8 мс спадає швидкість розпилення, внаслідок чого змінюються параметри плівок і їх напилення стає неефективним. Основним деградуючим фактором, внаслідок якого змінюється склад мішені І склад плівки є їх висока поверхнева температура, зумовлена бомбардуванням іонним і електронним потоками в плазмі тліючого ВЧ-розряду. В даному способі поверхнева температура осаджуваної плівки і мішені понижується в результаті того, що процес розпилення триває протягом одного півперіоду сіткової напруги. Протягом наступного півперіоду тепло розсіюється від поверхні плівки і мішені, забезпечуючи при цьому локальне поверхневе охолодження. Внаслідок цього також зменшується ерозія мішені, покращується стехіометричний перенос речовини від мішені до підкладки І знижується Імовірність пробоїв і розгоряння дугових розрядів на мішені, що збільшує час життя мішені. На фіг.1 представлена блок-схема установки ВЧ-осадження тонких плівок; на фіг.2 - осциллограма модуляції високочастотних коливань сітковими низькочастотними імпульсами. Спосіб осадження тонких плівок реалізований на прострої який включає в себе ВЧ-генератор 1, технологічну камеру 2, магнетронний катодний вузол 3, тримач підкладки 4. Спосіб здійснюється таким чином. Модульовані низькочастотними сітковими імпульсами високочастотні коливання частотою 13,56 МГц подають на катодний вузол ВЧ-діодної системи або катодний магнетронний вузол ВЧ-магнетронної системи 3. При використанні генератора ВЧД 2,5 імпульси напруги безпосередньо подають на низьковольтну сторону високовольтного трансформатора, який живить анод ВЧ-генераторної лампи. Внаслідок утворення постійного зміщення на мішені Іони робочого газу, бомбардуючи мішень, вибивають нейтральні атоми. Конденсація атомів на поверхні підкладок приводить до утворення плівки. Спосіб може здійснюватись в кількох варіантах. Високочастотні коливання модулюють сітковими низькочастотними імпульсами, формуючи результуючий імпульс рівний одному півперіоду і паузу рівну одному півперіоду. Високочастотні коливання модулюють сітковими низькочастотними імпульсами, формуючи результуючий імпульс ti і паузу tn (фіг.2). Даним способом були отримані конденсати надпровідних плівок Y-Ba-Cu-Ο та Ві-Pb-Sr-Cu-O, які після термообробки давали перехід в надпровідний стан з Т° = 87°К і шириною переходу DΤ = 3° К. Перевага вказаного способу полягає в тому, що даний спосіб дозволяє проводити стехіометричне осадження тонкоплівкого конденсату з мішені на підкладку в плазмі тліючого ВЧ розряду.