СПОСОБ МАГНЕТРОННОГО РАСПЫЛЕНИЯ Российский патент 1998 года по МПК H01L21/283 C23C14/35 

Изобретение относится к области тонкопленочной технологии и предназначено для использования в микроэлектронике и интегральной оптике.

Известны способы магнетронного распыления, заключающиеся в том, что питание магнетрона осуществляют источником постоянного напряжения, т.е. на разрядный промежуток подают постоянное напряжение, обеспечивающее разряд с постоянным значением силы тока [1].

Прототипом предлагаемого способа является способ магнетронного распыления, заключающийся в том, что для предотвращения перехода тлеющего разряда в дуговой параллельно разрядному промежутку включен конденсатор [2].

Недостатком способа-прототипа является относительно низкая скорость распыления керамических мишеней из-за недостаточно надежного - при больших скоростях распыления - предотвращения возникновения мощных дуг, приводящих к локальным перегревам и как следствие разрушению (растрескиванию) мишеней.

Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является расширение арсенала технических средств магнетронного распыления путем достижения следующего технического результата: исключения локальных перегревов мишени неконтролируемыми дугами. В отсутствие локальных перегревов не происходит и разрушения мишеней, что позволяет увеличить скорость их распыления.

Указанная задача решается тем, что распыление производят в среде электроотрицательного газа или смеси газов, содержащей электроотрицательную компоненту, а параллельно разрядному промежутку включают электрический конденсатор, который вместе с разрядным промежутком создает систему параметрической генерации. Колебания, усиливаемые и поддерживаемыми этой системой, инициируются колебаниями плазмы в разрядном промежутке [1) Irene Peres and L. C. Pitchford. Current pulses in dc glow dischares in electronegative das mixtures. J. Appl. Phys., 78 (2), 1995, pp. 774-782; 2) Z.Lj.Petrovic and A. V. Phelps. Oscillation of low-current electrical discharges between parallel-plane electrodes. Pysical Review E, v. 47, N 4, 1993, pp. 2806-2838]. При этом в цепи разряда протекает пульсирующий ток, в то время как приложенное к указанной системе напряжение - постоянное, т.е. предлагаемому способу присущи преимущества высокочастотного магнетронного распыления, которое обычно требует для своего осуществления гораздо более сложного и дорогого оборудования.

Примером конкретного исполнения может служить (фиг. 1) следующий режим магнетронного распыления низкоомной керамики на основе оксида цинка, легированного алюминием, в смеси газов аргона (80%) и кислорода (20%): давление в камере 1 - 4•10^-4 Торр, расстояние от мишени 2 до анода 3 - 0,1 м, площадь мишени - 0,035 м², напряжение блока питания 4 - пульсирующее (50 Гц, однополупериодное выпрямление) 550 В, емкость конденсатора 5, включенного параллельно разрядному промежутку - 1,0 мкФ. Частота осцилляции напряжения тока разряда составляет при этом около 10 кГц. Соответствующая осциллограмма приведена на фиг. 2.

Использование: изобретение относится к области тонкопленочной технологии и предназначено для использования в микроэлектронике и интегральной оптике. Сущность: предлагаемый способ магнетронного распыления заключается в том, что к разрядному промежутку магнетрона прикладывают постоянное напряжение, но в отличие от известных способов используют рабочий газ, содержащий электроотрицательную компоненту, например кислород, а параллельно разрядному промежутку подключают электрическую емкость, обеспечивающую резонанс с колебаниями плазмы в разрядном промежутке. При этом ток и напряжение в разрядной цепи осциллируют с частотой порядка 10 кГц, что предотвращает разрушение мишеней, а также создает воспроизводимые условия распыления. Предлагаемый способ осуществляется самым простыми средствами, например с использованием однополупериодного выпрямителя. 2 ил.

Способ магнетронного распыления, заключающийся в том, что на разрядный промежуток подают напряжение от источника постоянного напряжения, а параллельно ему включают конденсатор, отличающийся тем, что разряд осуществляют в присутствии электроотрицательного газа, а конденсатор включают такой электрической емкости, которая обеспечивает резонанс с колебаниями плазмы в разрядном промежутке.