НАЦИОНАЛЬНЫЙ ТЕХНИЧЕССКИЙ УНИВЕРСИТЕТ «ХПИ»

УТВЕРЖДАЮ

Заведующий кафедрой ФМЭГ

проф. Хрипунов Г.С.

(подпись, дата)

ОТЧЁТ

О выполнении курсовой работы

Волны в активных и пассивных периодических структурах

Выполнил студент Олийнык Е. С.

Руководитель профессор Хрипунов Г.С

Харьков 2011

РЕФЕРАТ

Курсовая работа:

Объект исследования: Тонкопленочный материал оксида цинка (ZnO).

Цель работы: изучение характеристик тонкопленочного материала оксида цинка (ZnO) полученного при помощи магнетронного распыления.

Методика исследования: теоретическое изучение характеристик тонкопленочного материала оксида цинка (ZnO) полученного при помощи магнетронного распыления.

Был проведён обзор теоретических и прикладных исследований в области тонкопленочного материала оксида цинка полученного при помощи магнетронного распыления. В теоретической части были рассмотрены. В прикладной части был рассмотрен принцип напыления оксида цинка на подложку методом магнетронного напыления. В выводах рассматриваются характеристики и методы применения тонкопленочного материала оксида цинка.

СОДЕРЖАНИЕ

Вступление ..................................................................................................................

1 Методы распыления тонкопленочных материалов

1. Термическое испарение из жидкой фазы

1.2. Термическое « взрывное» испарение

1. 3.Ионное распыление

1. 4. Магнетронное распыление

2. Детальное рассмотрение магнетронного распыления

3. Конструкция магнетрона

   1. Источники питания распылительных систем

   2. Подложкодержатель

   3. Контроль технологического газа

   4. Многофункциональные установки для нанесения покрытий

4 Оксид цинка распыляемые мишени

Выводы ...................................................................................................................

Список литературы ..................................................................................................

ВВЕДЕНИЕ :

Получение высококачественных и воспроизводимых по па- раметрам тонкопленочных слоев —один из базовых техноло- гических процессов микроэлектроники, от совершенства кото- рого по многом зависит качество изготовления ИС в целом. Поэтому совершенствование традиционных методов "и разра- ботка новых является актуальной задачей техники и техноло- гии нанесения пленок.

Современные тенденции в выборе методов осаждения пленок с заданными свойствами основываются в первую очередь на показателях экономической эффективности и про- изводительности. а также на возможности простого управле- ния процессом и его автоматизации в производственных усло- виях. В соответствии с этим наиболее перспективным методом следует считать осаждение пленок, стимулируемое плазмой, или так называемое иоино-плазмениое распыление.

Среди широкого класса устройств для генерации потоки осаждаемых частиц на основе эрозии электродов в вакуум- ном разряде особое место занимают магнетронные распыли- тельные устройства. В настоящее время они становятся ос- новным технологическим инструментом для осаждения тонких пленок метолом распыления материалов ионной бомбарди- ровкой.

Дело в том, что наиболее распространенные и освоенные в тонкопленочной технологии микроэлектроники диодные си- стемы ионного распыления (катодное распыление) характе- ризуются серьезными ограничивающими факторами, основны- ми из которых являются: низкие скорости осаждения пленок (до 20 -100 нм/с); бомбардировка подложек (структур) вы- сокоэнергегическими вторичными электронами (до 3—5 кэВ); сравнительно высокое давление рабочих газов в процессе распыления (1 —10 Па).

Появившиеся в последние годы магнетронные распыли- тельные устройства, представляющие собой развитие диодной системы ионного распыления, устранили вышеперечисленные ограничения и подтвердили перспективность ионного распы- ления как промышленного и шнрокоуннверсального метода нанесения тонких пленок.

Физической основой принципа действия магнетронного распылительного устройства, как и диодной системы, являет- ся разновидность классического самостоятельного аномаль- ного тлеющего разряда в разреженном газе. Отличительная особенность магиетронных распылительных устройств состо- ит в наличии кольцеобразной замкнутой зоны скрещенных неоднородных электрических и магнитных полей, локализую- щих разрядную плазму в прикатодной области. Это принци- пиальное нововведение привело, по существу, к созданию нового типа устройств ионного распыления и позволило зна- чительно превзойти технические параметры и расширить тех- нологические возможности обычных диодных и других разно- видностей распылительных систем, а именно:

— повысить в несколько десятков раз скорость осаждения материалов, приблизив ее к скорости термовакуумного осаж- дения;

— понизить на порядок рабочее давление, что резко уменьшает загрязнение пленок газовыми включениями;

— исключить интенсивную бомбардировку подложек высокоэнергетическнми электронами, т. е. устранить некон- тролируемый нагрев подложек и повреждение структур;

обеспечить нанесение пленок алюминия и его сплавов с большими скоростями распыления.

Кроме того, такие устройства, обеспечивающие длитель- ный ресурс работы, дают возможность создания установок полунепрерывного и непрерывного действия, удобных для эксплуатации в промышленных условиях.

Все это делает актуальным вопрос о внедрении и дальней- шем развитии техники и технология нанесения пленок в про- изводстве ИС с использованием магиетронных распылитель- ных устройств.

Многие ведущие зарубежные фирмы создали и выпускают широкую гамму оборудования на основе магиетронных рас- пылительных систем.

Магнетронные распылительные устройства по существу являются автономными источниками распыления материалов, и многие новые замечательные качества этого класса ионных распылительных устройств служат основательным поводом присвоить им особое название. В настоящее время в отечест- венной и зарубежной литературе наряду с наименованием их как «магнетронные распылительные устройства» используют- ся менее удачные, по нашему мнению, наименования: «распы- лительные пушки», «плазмотроны», «магнетроны», «магне- тронные источники», «системы с катодом Пеннинга». «источ- ники высокоскоростного распыления», «распыление с дрей- фующими электронами», «магнетронные системы ионного распыления .