4 / 14
М.В. Макарова, К.М. Моисеев
4
Инженерный журнал: наука и инновации
# 1·2018
давлению насыщенных паров 10
–2
Па, и в ходе реализации процесса
не возникает больших сложностей [7–10].
Температура плавления олова равна 231,9 °С, а температура до-
стижения давления насыщенных паров 10
–2
Па составляет 988 °С.
Следовательно, можно выделить три основных диапазона темпера-
тур, в которых процесс будет протекать по-разному:
• менее 231,9 °С — олово находится в твердой фазе, возможно
только распыление ионами рабочего газа;
• от 231,9 до 988 °С — олово находится в жидкой фазе, но горе-
ние разряда возможно только с добавлением рабочего газа;
• более 988 °С — олово находится в жидкой фазе, возможен про-
цесс самораспыления без подачи рабочего газа.
Скорость осаждения в процессе ЖФМР сильно зависит от со-
ставляющей, получаемой за счет испарения материала. Для оценки
скорости испарения материала проанализированы значения давления
насыщенного пара олова в зависимости от его температуры:
Давление, Па ……10
–8
10
–7
10
–6
10
–5
10
–4
10
–3
10
–2
10
–1
Температура, °С…577,0 625,9 680,7 742,0 813,0 894,0 988,0 1372,0
Как следует из приведенных выше данных, вплоть до температу-
ры 988 °С олово испаряется крайне неинтенсивно. Это означает, что
вклад испарения в общую скорость осаждения будет мал, а сами зна-
чения скорости осаждения будут примерно соответствовать значени-
ям скоростей при классическом магнетронном распылении. Поэтому
необходимо работать при температурах, превышающих 988 °С [8].
Особенностью процесса ЖФМР является существенный перенос
теплоты на подложки за счет интенсивного массопереноса. Посколь-
ку количество теплоты увеличивается с возрастанием вкладываемой
в разряд мощности, то при длительном времени процесса осаждения
подложки могут разогреваться до температур в 200 °С и выше, что
может привести к расплавлению легкоплавких материалов, уже оса-
жденных на подложки. Поэтому при отработке технологии нанесения
оловянных покрытий данным методом одной из важных задач явля-
ется определение такого значения мощности, которое обеспечивало
бы высокие скорости осаждения, не расплавляя при этом получаемые
пленки.
Условия проведения экспериментов.
Для отработки техноло-
гического процесса проведены эксперименты по осаждению пленок
олова при следующих условиях:
• в диапазоне температуры мишени 231,9…988 °С с добавлением
рабочего газа;
• при температуре около 988 °С — для определения граничной
мощности перехода в режим самораспыления;